Merge tag 'drm-misc-fixes-2021-07-13' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm-misc...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/stackdepot.h>
30 #include <linux/debugobjects.h>
31 #include <linux/kallsyms.h>
32 #include <linux/kfence.h>
33 #include <linux/memory.h>
34 #include <linux/math64.h>
35 #include <linux/fault-inject.h>
36 #include <linux/stacktrace.h>
37 #include <linux/prefetch.h>
38 #include <linux/memcontrol.h>
39 #include <linux/random.h>
40 #include <kunit/test.h>
41
42 #include <linux/debugfs.h>
43 #include <trace/events/kmem.h>
44
45 #include "internal.h"
46
47 /*
48  * Lock order:
49  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
50  *   2. node->list_lock
51  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
52  *
53  *   slab_mutex
54  *
55  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
56  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
57  *
58  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
59  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
60  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
61  *      B. page->inuse          -> Number of objects in use
62  *      C. page->objects        -> Number of objects in page
63  *      D. page->frozen         -> frozen state
64  *
65  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
66  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
67  *   slab is the one who can perform list operations on the page. Other
68  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
69  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
70  *   page's freelist.
71  *
72  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
73  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
74  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
75  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
76  *   modified without taking the list lock).
77  *
78  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
79  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
80  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
81  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
82  *   the list lock.
83  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
84  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
85  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
86  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
87  *
88  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
89  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
90  *
91  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
92  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
93  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
94  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
95  * cannot scan all objects.
96  *
97  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
98  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
99  * fast frees and allocs.
100  *
101  * page->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
102  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
103  *                      such as satisfying allocations for a specific
104  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
105  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
106  *                      list operations. It is up to the processor holding
107  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
108  *                      when the slab is no longer needed.
109  *
110  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
111  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
112  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
113  *                      freelist that allows lockless access to
114  *                      free objects in addition to the regular freelist
115  *                      that requires the slab lock.
116  *
117  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
118  *                      options set. This moves slab handling out of
119  *                      the fast path and disables lockless freelists.
120  */
121
122 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
123
124 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
125 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
126 #else
127 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
128 #endif
129
130 static inline bool __slub_debug_enabled(void)
131 {
132         return static_branch_unlikely(&slub_debug_enabled);
133 }
134
135 #else           /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
136
137 static inline bool __slub_debug_enabled(void)
138 {
139         return false;
140 }
141
142 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
143
144 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
145 {
146         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
147 }
148
149 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
150 {
151         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
152                 p += s->red_left_pad;
153
154         return p;
155 }
156
157 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
158 {
159 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
160         return !kmem_cache_debug(s);
161 #else
162         return false;
163 #endif
164 }
165
166 /*
167  * Issues still to be resolved:
168  *
169  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
170  *
171  * - Variable sizing of the per node arrays
172  */
173
174 /* Enable to log cmpxchg failures */
175 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
176
177 /*
178  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
179  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
180  */
181 #define MIN_PARTIAL 5
182
183 /*
184  * Maximum number of desirable partial slabs.
185  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
186  * sort the partial list by the number of objects in use.
187  */
188 #define MAX_PARTIAL 10
189
190 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
191                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
192
193 /*
194  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
195  * issues when checking or reading debug information
196  */
197 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
198                                 SLAB_TRACE)
199
200
201 /*
202  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
203  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
204  * metadata.
205  */
206 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
207
208 #define OO_SHIFT        16
209 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
210 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
211
212 /* Internal SLUB flags */
213 /* Poison object */
214 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
215 /* Use cmpxchg_double */
216 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
217
218 /*
219  * Tracking user of a slab.
220  */
221 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
222 struct track {
223         unsigned long addr;     /* Called from address */
224 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
225         depot_stack_handle_t handle;
226 #endif
227         int cpu;                /* Was running on cpu */
228         int pid;                /* Pid context */
229         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
230 };
231
232 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
233
234 #ifdef CONFIG_SYSFS
235 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
236 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
237 #else
238 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
239 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
240                                                         { return 0; }
241 #endif
242
243 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
244 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
245 #else
246 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
247 #endif
248
249 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
250 {
251 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
252         /*
253          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
254          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
255          */
256         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
257 #endif
258 }
259
260 /*
261  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
262  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
263  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
264  * Protected by slab_mutex.
265  */
266 static nodemask_t slab_nodes;
267
268 /********************************************************************
269  *                      Core slab cache functions
270  *******************************************************************/
271
272 /*
273  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
274  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
275  * random number.
276  */
277 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
278                                  unsigned long ptr_addr)
279 {
280 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
281         /*
282          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
283          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
284          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
285          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
286          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
287          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
288          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
289          * freepointer to be restored incorrectly.
290          */
291         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
292                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
293 #else
294         return ptr;
295 #endif
296 }
297
298 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
299 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
300                                          void *ptr_addr)
301 {
302         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
303                             (unsigned long)ptr_addr);
304 }
305
306 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
307 {
308         object = kasan_reset_tag(object);
309         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
310 }
311
312 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
313 {
314         prefetch(object + s->offset);
315 }
316
317 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
318 {
319         unsigned long freepointer_addr;
320         void *p;
321
322         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
323                 return get_freepointer(s, object);
324
325         object = kasan_reset_tag(object);
326         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
327         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
328         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
329 }
330
331 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
332 {
333         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
334
335 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
336         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
337 #endif
338
339         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
340         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
341 }
342
343 /* Loop over all objects in a slab */
344 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
345         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
346                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
347                 __p += (__s)->size)
348
349 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
350 {
351         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
352 }
353
354 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
355                 unsigned int size)
356 {
357         struct kmem_cache_order_objects x = {
358                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
359         };
360
361         return x;
362 }
363
364 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
365 {
366         return x.x >> OO_SHIFT;
367 }
368
369 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
370 {
371         return x.x & OO_MASK;
372 }
373
374 /*
375  * Per slab locking using the pagelock
376  */
377 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
378 {
379         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
380         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
381 }
382
383 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
384 {
385         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
386         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
387 }
388
389 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
390 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
391                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
392                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
393                 const char *n)
394 {
395         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
396 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
397     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
398         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
399                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
400                                    freelist_old, counters_old,
401                                    freelist_new, counters_new))
402                         return true;
403         } else
404 #endif
405         {
406                 slab_lock(page);
407                 if (page->freelist == freelist_old &&
408                                         page->counters == counters_old) {
409                         page->freelist = freelist_new;
410                         page->counters = counters_new;
411                         slab_unlock(page);
412                         return true;
413                 }
414                 slab_unlock(page);
415         }
416
417         cpu_relax();
418         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
419
420 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
421         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
422 #endif
423
424         return false;
425 }
426
427 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
428                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
429                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
430                 const char *n)
431 {
432 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
433     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
434         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
435                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
436                                    freelist_old, counters_old,
437                                    freelist_new, counters_new))
438                         return true;
439         } else
440 #endif
441         {
442                 unsigned long flags;
443
444                 local_irq_save(flags);
445                 slab_lock(page);
446                 if (page->freelist == freelist_old &&
447                                         page->counters == counters_old) {
448                         page->freelist = freelist_new;
449                         page->counters = counters_new;
450                         slab_unlock(page);
451                         local_irq_restore(flags);
452                         return true;
453                 }
454                 slab_unlock(page);
455                 local_irq_restore(flags);
456         }
457
458         cpu_relax();
459         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
460
461 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
462         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
463 #endif
464
465         return false;
466 }
467
468 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
469 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
470 static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
471
472 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
473 static bool slab_add_kunit_errors(void)
474 {
475         struct kunit_resource *resource;
476
477         if (likely(!current->kunit_test))
478                 return false;
479
480         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
481         if (!resource)
482                 return false;
483
484         (*(int *)resource->data)++;
485         kunit_put_resource(resource);
486         return true;
487 }
488 #else
489 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
490 #endif
491
492 /*
493  * Determine a map of object in use on a page.
494  *
495  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
496  * not vanish from under us.
497  */
498 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
499         __acquires(&object_map_lock)
500 {
501         void *p;
502         void *addr = page_address(page);
503
504         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
505
506         spin_lock(&object_map_lock);
507
508         bitmap_zero(object_map, page->objects);
509
510         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
511                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
512
513         return object_map;
514 }
515
516 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
517 {
518         VM_BUG_ON(map != object_map);
519         spin_unlock(&object_map_lock);
520 }
521
522 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
523 {
524         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
525                 return s->size - s->red_left_pad;
526
527         return s->size;
528 }
529
530 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
531 {
532         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
533                 p -= s->red_left_pad;
534
535         return p;
536 }
537
538 /*
539  * Debug settings:
540  */
541 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
542 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
543 #else
544 static slab_flags_t slub_debug;
545 #endif
546
547 static char *slub_debug_string;
548 static int disable_higher_order_debug;
549
550 /*
551  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
552  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
553  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
554  * to tell kasan that these accesses are OK.
555  */
556 static inline void metadata_access_enable(void)
557 {
558         kasan_disable_current();
559 }
560
561 static inline void metadata_access_disable(void)
562 {
563         kasan_enable_current();
564 }
565
566 /*
567  * Object debugging
568  */
569
570 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
571 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
572                                 struct page *page, void *object)
573 {
574         void *base;
575
576         if (!object)
577                 return 1;
578
579         base = page_address(page);
580         object = kasan_reset_tag(object);
581         object = restore_red_left(s, object);
582         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
583                 (object - base) % s->size) {
584                 return 0;
585         }
586
587         return 1;
588 }
589
590 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
591                           unsigned int length)
592 {
593         metadata_access_enable();
594         print_hex_dump(level, kasan_reset_tag(text), DUMP_PREFIX_ADDRESS,
595                         16, 1, addr, length, 1);
596         metadata_access_disable();
597 }
598
599 /*
600  * See comment in calculate_sizes().
601  */
602 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
603 {
604         return s->offset >= s->inuse;
605 }
606
607 /*
608  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
609  * not overlapping with object.
610  */
611 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
612 {
613         if (freeptr_outside_object(s))
614                 return s->inuse + sizeof(void *);
615         else
616                 return s->inuse;
617 }
618
619 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
620         enum track_item alloc)
621 {
622         struct track *p;
623
624         p = object + get_info_end(s);
625
626         return kasan_reset_tag(p + alloc);
627 }
628
629 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
630 static depot_stack_handle_t save_stack_depot_trace(gfp_t flags)
631 {
632         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
633         depot_stack_handle_t handle;
634         unsigned int nr_entries;
635
636         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 4);
637         handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, flags);
638         return handle;
639 }
640 #endif
641
642 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
643                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
644 {
645         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
646
647         if (addr) {
648 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
649                 p->handle = save_stack_depot_trace(GFP_NOWAIT);
650 #endif
651                 p->addr = addr;
652                 p->cpu = smp_processor_id();
653                 p->pid = current->pid;
654                 p->when = jiffies;
655         } else {
656                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
657         }
658 }
659
660 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
661 {
662         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
663                 return;
664
665         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
666         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
667 }
668
669 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
670 {
671         if (!t->addr)
672                 return;
673
674         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
675                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
676 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
677         {
678                 depot_stack_handle_t handle;
679                 unsigned long *entries;
680                 unsigned int nr_entries;
681
682                 handle = READ_ONCE(t->handle);
683                 if (!handle) {
684                         pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
685                 } else {
686                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
687                         stack_trace_print(entries, nr_entries, 0);
688                 }
689         }
690 #endif
691 }
692
693 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
694 {
695         unsigned long pr_time = jiffies;
696         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
697                 return;
698
699         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
700         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
701 }
702
703 static void print_page_info(struct page *page)
704 {
705         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%#lx(%pGp)\n",
706                page, page->objects, page->inuse, page->freelist,
707                page->flags, &page->flags);
708
709 }
710
711 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
712 {
713         struct va_format vaf;
714         va_list args;
715
716         va_start(args, fmt);
717         vaf.fmt = fmt;
718         vaf.va = &args;
719         pr_err("=============================================================================\n");
720         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
721         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
722         va_end(args);
723 }
724
725 __printf(2, 3)
726 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
727 {
728         struct va_format vaf;
729         va_list args;
730
731         if (slab_add_kunit_errors())
732                 return;
733
734         va_start(args, fmt);
735         vaf.fmt = fmt;
736         vaf.va = &args;
737         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
738         va_end(args);
739 }
740
741 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
742                                void **freelist, void *nextfree)
743 {
744         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
745             !check_valid_pointer(s, page, nextfree) && freelist) {
746                 object_err(s, page, *freelist, "Freechain corrupt");
747                 *freelist = NULL;
748                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
749                 return true;
750         }
751
752         return false;
753 }
754
755 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
756 {
757         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
758         u8 *addr = page_address(page);
759
760         print_tracking(s, p);
761
762         print_page_info(page);
763
764         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
765                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
766
767         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
768                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
769                               s->red_left_pad);
770         else if (p > addr + 16)
771                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
772
773         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
774                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
775         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
776                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
777                         s->inuse - s->object_size);
778
779         off = get_info_end(s);
780
781         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
782                 off += 2 * sizeof(struct track);
783
784         off += kasan_metadata_size(s);
785
786         if (off != size_from_object(s))
787                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
788                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
789                               size_from_object(s) - off);
790
791         dump_stack();
792 }
793
794 void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
795                         u8 *object, char *reason)
796 {
797         if (slab_add_kunit_errors())
798                 return;
799
800         slab_bug(s, "%s", reason);
801         print_trailer(s, page, object);
802         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
803 }
804
805 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
806                         const char *fmt, ...)
807 {
808         va_list args;
809         char buf[100];
810
811         if (slab_add_kunit_errors())
812                 return;
813
814         va_start(args, fmt);
815         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
816         va_end(args);
817         slab_bug(s, "%s", buf);
818         print_page_info(page);
819         dump_stack();
820         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
821 }
822
823 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
824 {
825         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
826
827         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
828                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
829
830         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
831                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
832                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
833         }
834
835         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
836                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
837 }
838
839 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
840                                                 void *from, void *to)
841 {
842         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
843         memset(from, data, to - from);
844 }
845
846 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
847                         u8 *object, char *what,
848                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
849 {
850         u8 *fault;
851         u8 *end;
852         u8 *addr = page_address(page);
853
854         metadata_access_enable();
855         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
856         metadata_access_disable();
857         if (!fault)
858                 return 1;
859
860         end = start + bytes;
861         while (end > fault && end[-1] == value)
862                 end--;
863
864         if (slab_add_kunit_errors())
865                 goto skip_bug_print;
866
867         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
868         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
869                                         fault, end - 1, fault - addr,
870                                         fault[0], value);
871         print_trailer(s, page, object);
872         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
873
874 skip_bug_print:
875         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
876         return 0;
877 }
878
879 /*
880  * Object layout:
881  *
882  * object address
883  *      Bytes of the object to be managed.
884  *      If the freepointer may overlay the object then the free
885  *      pointer is at the middle of the object.
886  *
887  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
888  *      0xa5 (POISON_END)
889  *
890  * object + s->object_size
891  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
892  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
893  *      object_size == inuse.
894  *
895  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
896  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
897  *
898  * object + s->inuse
899  *      Meta data starts here.
900  *
901  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
902  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
903  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
904  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
905  *              before the word boundary.
906  *
907  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
908  *
909  * object + s->size
910  *      Nothing is used beyond s->size.
911  *
912  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
913  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
914  * may be used with merged slabcaches.
915  */
916
917 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
918 {
919         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
920
921         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
922                 /* We also have user information there */
923                 off += 2 * sizeof(struct track);
924
925         off += kasan_metadata_size(s);
926
927         if (size_from_object(s) == off)
928                 return 1;
929
930         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
931                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
932 }
933
934 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
935 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
936 {
937         u8 *start;
938         u8 *fault;
939         u8 *end;
940         u8 *pad;
941         int length;
942         int remainder;
943
944         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
945                 return 1;
946
947         start = page_address(page);
948         length = page_size(page);
949         end = start + length;
950         remainder = length % s->size;
951         if (!remainder)
952                 return 1;
953
954         pad = end - remainder;
955         metadata_access_enable();
956         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
957         metadata_access_disable();
958         if (!fault)
959                 return 1;
960         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
961                 end--;
962
963         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
964                         fault, end - 1, fault - start);
965         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
966
967         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
968         return 0;
969 }
970
971 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
972                                         void *object, u8 val)
973 {
974         u8 *p = object;
975         u8 *endobject = object + s->object_size;
976
977         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
978                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Left Redzone",
979                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
980                         return 0;
981
982                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Right Redzone",
983                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
984                         return 0;
985         } else {
986                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
987                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
988                                 endobject, POISON_INUSE,
989                                 s->inuse - s->object_size);
990                 }
991         }
992
993         if (s->flags & SLAB_POISON) {
994                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
995                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
996                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
997                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "End Poison",
998                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
999                         return 0;
1000                 /*
1001                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1002                  */
1003                 check_pad_bytes(s, page, p);
1004         }
1005
1006         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
1007                 /*
1008                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
1009                  * freepointer while object is allocated.
1010                  */
1011                 return 1;
1012
1013         /* Check free pointer validity */
1014         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
1015                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
1016                 /*
1017                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1018                  * of the free objects in this slab. May cause
1019                  * another error because the object count is now wrong.
1020                  */
1021                 set_freepointer(s, p, NULL);
1022                 return 0;
1023         }
1024         return 1;
1025 }
1026
1027 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1028 {
1029         int maxobj;
1030
1031         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
1032
1033         if (!PageSlab(page)) {
1034                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
1035                 return 0;
1036         }
1037
1038         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size);
1039         if (page->objects > maxobj) {
1040                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
1041                         page->objects, maxobj);
1042                 return 0;
1043         }
1044         if (page->inuse > page->objects) {
1045                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
1046                         page->inuse, page->objects);
1047                 return 0;
1048         }
1049         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1050         slab_pad_check(s, page);
1051         return 1;
1052 }
1053
1054 /*
1055  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
1056  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1057  */
1058 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
1059 {
1060         int nr = 0;
1061         void *fp;
1062         void *object = NULL;
1063         int max_objects;
1064
1065         fp = page->freelist;
1066         while (fp && nr <= page->objects) {
1067                 if (fp == search)
1068                         return 1;
1069                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
1070                         if (object) {
1071                                 object_err(s, page, object,
1072                                         "Freechain corrupt");
1073                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1074                         } else {
1075                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
1076                                 page->freelist = NULL;
1077                                 page->inuse = page->objects;
1078                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1079                                 return 0;
1080                         }
1081                         break;
1082                 }
1083                 object = fp;
1084                 fp = get_freepointer(s, object);
1085                 nr++;
1086         }
1087
1088         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size);
1089         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1090                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1091
1092         if (page->objects != max_objects) {
1093                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1094                          page->objects, max_objects);
1095                 page->objects = max_objects;
1096                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1097         }
1098         if (page->inuse != page->objects - nr) {
1099                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1100                          page->inuse, page->objects - nr);
1101                 page->inuse = page->objects - nr;
1102                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1103         }
1104         return search == NULL;
1105 }
1106
1107 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1108                                                                 int alloc)
1109 {
1110         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1111                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1112                         s->name,
1113                         alloc ? "alloc" : "free",
1114                         object, page->inuse,
1115                         page->freelist);
1116
1117                 if (!alloc)
1118                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1119                                         s->object_size);
1120
1121                 dump_stack();
1122         }
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1127  */
1128 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1129         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1130 {
1131         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1132                 return;
1133
1134         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1135         list_add(&page->slab_list, &n->full);
1136 }
1137
1138 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1139 {
1140         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1141                 return;
1142
1143         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1144         list_del(&page->slab_list);
1145 }
1146
1147 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1148 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1149 {
1150         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1151
1152         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1153 }
1154
1155 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1156 {
1157         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1158 }
1159
1160 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1161 {
1162         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1163
1164         /*
1165          * May be called early in order to allocate a slab for the
1166          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1167          * dilemma by deferring the increment of the count during
1168          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1169          */
1170         if (likely(n)) {
1171                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1172                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1173         }
1174 }
1175 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1176 {
1177         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1178
1179         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1180         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1181 }
1182
1183 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1184 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1185                                                                 void *object)
1186 {
1187         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1188                 return;
1189
1190         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1191         init_tracking(s, object);
1192 }
1193
1194 static
1195 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr)
1196 {
1197         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1198                 return;
1199
1200         metadata_access_enable();
1201         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, page_size(page));
1202         metadata_access_disable();
1203 }
1204
1205 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1206                                         struct page *page, void *object)
1207 {
1208         if (!check_slab(s, page))
1209                 return 0;
1210
1211         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1212                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1213                 return 0;
1214         }
1215
1216         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1217                 return 0;
1218
1219         return 1;
1220 }
1221
1222 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1223                                         struct page *page,
1224                                         void *object, unsigned long addr)
1225 {
1226         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1227                 if (!alloc_consistency_checks(s, page, object))
1228                         goto bad;
1229         }
1230
1231         /* Success perform special debug activities for allocs */
1232         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1233                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1234         trace(s, page, object, 1);
1235         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1236         return 1;
1237
1238 bad:
1239         if (PageSlab(page)) {
1240                 /*
1241                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1242                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1243                  * as used avoids touching the remaining objects.
1244                  */
1245                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1246                 page->inuse = page->objects;
1247                 page->freelist = NULL;
1248         }
1249         return 0;
1250 }
1251
1252 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1253                 struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1254 {
1255         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1256                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1257                 return 0;
1258         }
1259
1260         if (on_freelist(s, page, object)) {
1261                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1262                 return 0;
1263         }
1264
1265         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1266                 return 0;
1267
1268         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1269                 if (!PageSlab(page)) {
1270                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1271                                  object);
1272                 } else if (!page->slab_cache) {
1273                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1274                                object);
1275                         dump_stack();
1276                 } else
1277                         object_err(s, page, object,
1278                                         "page slab pointer corrupt.");
1279                 return 0;
1280         }
1281         return 1;
1282 }
1283
1284 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1285 static noinline int free_debug_processing(
1286         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1287         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1288         unsigned long addr)
1289 {
1290         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1291         void *object = head;
1292         int cnt = 0;
1293         unsigned long flags;
1294         int ret = 0;
1295
1296         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1297         slab_lock(page);
1298
1299         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1300                 if (!check_slab(s, page))
1301                         goto out;
1302         }
1303
1304 next_object:
1305         cnt++;
1306
1307         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1308                 if (!free_consistency_checks(s, page, object, addr))
1309                         goto out;
1310         }
1311
1312         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1313                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1314         trace(s, page, object, 0);
1315         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1316         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1317
1318         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1319         if (object != tail) {
1320                 object = get_freepointer(s, object);
1321                 goto next_object;
1322         }
1323         ret = 1;
1324
1325 out:
1326         if (cnt != bulk_cnt)
1327                 slab_err(s, page, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1328                          bulk_cnt, cnt);
1329
1330         slab_unlock(page);
1331         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1332         if (!ret)
1333                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1334         return ret;
1335 }
1336
1337 /*
1338  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1339  *
1340  * @str:    start of block
1341  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1342  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1343  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1344  *
1345  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1346  */
1347 static char *
1348 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1349 {
1350         bool higher_order_disable = false;
1351
1352         /* Skip any completely empty blocks */
1353         while (*str && *str == ';')
1354                 str++;
1355
1356         if (*str == ',') {
1357                 /*
1358                  * No options but restriction on slabs. This means full
1359                  * debugging for slabs matching a pattern.
1360                  */
1361                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1362                 goto check_slabs;
1363         }
1364         *flags = 0;
1365
1366         /* Determine which debug features should be switched on */
1367         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1368                 switch (tolower(*str)) {
1369                 case '-':
1370                         *flags = 0;
1371                         break;
1372                 case 'f':
1373                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1374                         break;
1375                 case 'z':
1376                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1377                         break;
1378                 case 'p':
1379                         *flags |= SLAB_POISON;
1380                         break;
1381                 case 'u':
1382                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1383                         break;
1384                 case 't':
1385                         *flags |= SLAB_TRACE;
1386                         break;
1387                 case 'a':
1388                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1389                         break;
1390                 case 'o':
1391                         /*
1392                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1393                          * order would increase as a result.
1394                          */
1395                         higher_order_disable = true;
1396                         break;
1397                 default:
1398                         if (init)
1399                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1400                 }
1401         }
1402 check_slabs:
1403         if (*str == ',')
1404                 *slabs = ++str;
1405         else
1406                 *slabs = NULL;
1407
1408         /* Skip over the slab list */
1409         while (*str && *str != ';')
1410                 str++;
1411
1412         /* Skip any completely empty blocks */
1413         while (*str && *str == ';')
1414                 str++;
1415
1416         if (init && higher_order_disable)
1417                 disable_higher_order_debug = 1;
1418
1419         if (*str)
1420                 return str;
1421         else
1422                 return NULL;
1423 }
1424
1425 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1426 {
1427         slab_flags_t flags;
1428         char *saved_str;
1429         char *slab_list;
1430         bool global_slub_debug_changed = false;
1431         bool slab_list_specified = false;
1432
1433         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1434         if (*str++ != '=' || !*str)
1435                 /*
1436                  * No options specified. Switch on full debugging.
1437                  */
1438                 goto out;
1439
1440         saved_str = str;
1441         while (str) {
1442                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1443
1444                 if (!slab_list) {
1445                         slub_debug = flags;
1446                         global_slub_debug_changed = true;
1447                 } else {
1448                         slab_list_specified = true;
1449                 }
1450         }
1451
1452         /*
1453          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1454          * slabs means debugging is only enabled for those slabs, so the global
1455          * slub_debug should be 0. We can extended that to multiple lists as
1456          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1457          */
1458         if (slab_list_specified) {
1459                 if (!global_slub_debug_changed)
1460                         slub_debug = 0;
1461                 slub_debug_string = saved_str;
1462         }
1463 out:
1464         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1465                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1466         else
1467                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1468         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1469              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1470             (slub_debug & SLAB_POISON))
1471                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1472         return 1;
1473 }
1474
1475 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1476
1477 /*
1478  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1479  * @object_size:        the size of an object without meta data
1480  * @flags:              flags to set
1481  * @name:               name of the cache
1482  *
1483  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1484  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1485  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1486  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1487  */
1488 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1489         slab_flags_t flags, const char *name)
1490 {
1491         char *iter;
1492         size_t len;
1493         char *next_block;
1494         slab_flags_t block_flags;
1495         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1496
1497         /*
1498          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1499          * don't store user (stack trace) information by default,
1500          * but let the user enable it via the command line below.
1501          */
1502         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1503                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1504
1505         len = strlen(name);
1506         next_block = slub_debug_string;
1507         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1508         while (next_block) {
1509                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1510                 if (!iter)
1511                         continue;
1512                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1513                 while (*iter) {
1514                         char *end, *glob;
1515                         size_t cmplen;
1516
1517                         end = strchrnul(iter, ',');
1518                         if (next_block && next_block < end)
1519                                 end = next_block - 1;
1520
1521                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1522                         if (glob)
1523                                 cmplen = glob - iter;
1524                         else
1525                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1526
1527                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1528                                 flags |= block_flags;
1529                                 return flags;
1530                         }
1531
1532                         if (!*end || *end == ';')
1533                                 break;
1534                         iter = end + 1;
1535                 }
1536         }
1537
1538         return flags | slub_debug_local;
1539 }
1540 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1541 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1542                         struct page *page, void *object) {}
1543 static inline
1544 void setup_page_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *addr) {}
1545
1546 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1547         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1548
1549 static inline int free_debug_processing(
1550         struct kmem_cache *s, struct page *page,
1551         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1552         unsigned long addr) { return 0; }
1553
1554 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1555                         { return 1; }
1556 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1557                         void *object, u8 val) { return 1; }
1558 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1559                                         struct page *page) {}
1560 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1561                                         struct page *page) {}
1562 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1563         slab_flags_t flags, const char *name)
1564 {
1565         return flags;
1566 }
1567 #define slub_debug 0
1568
1569 #define disable_higher_order_debug 0
1570
1571 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1572                                                         { return 0; }
1573 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1574                                                         { return 0; }
1575 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1576                                                         int objects) {}
1577 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1578                                                         int objects) {}
1579
1580 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1581                                void **freelist, void *nextfree)
1582 {
1583         return false;
1584 }
1585 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1586
1587 /*
1588  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1589  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1590  */
1591 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1592 {
1593         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1594         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1595         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1596         return ptr;
1597 }
1598
1599 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1600 {
1601         kmemleak_free(x);
1602         kasan_kfree_large(x);
1603 }
1604
1605 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1606                                                 void *x, bool init)
1607 {
1608         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1609
1610         /*
1611          * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
1612          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1613          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1614          */
1615 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1616         {
1617                 unsigned long flags;
1618
1619                 local_irq_save(flags);
1620                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1621                 local_irq_restore(flags);
1622         }
1623 #endif
1624         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1625                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1626
1627         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1628         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1629                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1630                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1631
1632         /*
1633          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1634          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1635          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1636          *
1637          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1638          * but don't touch the SLAB redzone.
1639          */
1640         if (init) {
1641                 int rsize;
1642
1643                 if (!kasan_has_integrated_init())
1644                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1645                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1646                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1647                        s->size - s->inuse - rsize);
1648         }
1649         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1650         return kasan_slab_free(s, x, init);
1651 }
1652
1653 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1654                                            void **head, void **tail)
1655 {
1656
1657         void *object;
1658         void *next = *head;
1659         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1660
1661         if (is_kfence_address(next)) {
1662                 slab_free_hook(s, next, false);
1663                 return true;
1664         }
1665
1666         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1667         *head = NULL;
1668         *tail = NULL;
1669
1670         do {
1671                 object = next;
1672                 next = get_freepointer(s, object);
1673
1674                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1675                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1676                         /* Move object to the new freelist */
1677                         set_freepointer(s, object, *head);
1678                         *head = object;
1679                         if (!*tail)
1680                                 *tail = object;
1681                 }
1682         } while (object != old_tail);
1683
1684         if (*head == *tail)
1685                 *tail = NULL;
1686
1687         return *head != NULL;
1688 }
1689
1690 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1691                                 void *object)
1692 {
1693         setup_object_debug(s, page, object);
1694         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1695         if (unlikely(s->ctor)) {
1696                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1697                 s->ctor(object);
1698                 kasan_poison_object_data(s, object);
1699         }
1700         return object;
1701 }
1702
1703 /*
1704  * Slab allocation and freeing
1705  */
1706 static inline struct page *alloc_slab_page(struct kmem_cache *s,
1707                 gfp_t flags, int node, struct kmem_cache_order_objects oo)
1708 {
1709         struct page *page;
1710         unsigned int order = oo_order(oo);
1711
1712         if (node == NUMA_NO_NODE)
1713                 page = alloc_pages(flags, order);
1714         else
1715                 page = __alloc_pages_node(node, flags, order);
1716
1717         return page;
1718 }
1719
1720 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1721 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1722 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1723 {
1724         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1725         int err;
1726
1727         /* Bailout if already initialised */
1728         if (s->random_seq)
1729                 return 0;
1730
1731         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1732         if (err) {
1733                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1734                         s->name);
1735                 return err;
1736         }
1737
1738         /* Transform to an offset on the set of pages */
1739         if (s->random_seq) {
1740                 unsigned int i;
1741
1742                 for (i = 0; i < count; i++)
1743                         s->random_seq[i] *= s->size;
1744         }
1745         return 0;
1746 }
1747
1748 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1749 static void __init init_freelist_randomization(void)
1750 {
1751         struct kmem_cache *s;
1752
1753         mutex_lock(&slab_mutex);
1754
1755         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1756                 init_cache_random_seq(s);
1757
1758         mutex_unlock(&slab_mutex);
1759 }
1760
1761 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1762 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1763                                 unsigned long *pos, void *start,
1764                                 unsigned long page_limit,
1765                                 unsigned long freelist_count)
1766 {
1767         unsigned int idx;
1768
1769         /*
1770          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1771          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1772          */
1773         do {
1774                 idx = s->random_seq[*pos];
1775                 *pos += 1;
1776                 if (*pos >= freelist_count)
1777                         *pos = 0;
1778         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1779
1780         return (char *)start + idx;
1781 }
1782
1783 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1784 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1785 {
1786         void *start;
1787         void *cur;
1788         void *next;
1789         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1790
1791         if (page->objects < 2 || !s->random_seq)
1792                 return false;
1793
1794         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1795         pos = get_random_int() % freelist_count;
1796
1797         page_limit = page->objects * s->size;
1798         start = fixup_red_left(s, page_address(page));
1799
1800         /* First entry is used as the base of the freelist */
1801         cur = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1802                                 freelist_count);
1803         cur = setup_object(s, page, cur);
1804         page->freelist = cur;
1805
1806         for (idx = 1; idx < page->objects; idx++) {
1807                 next = next_freelist_entry(s, page, &pos, start, page_limit,
1808                         freelist_count);
1809                 next = setup_object(s, page, next);
1810                 set_freepointer(s, cur, next);
1811                 cur = next;
1812         }
1813         set_freepointer(s, cur, NULL);
1814
1815         return true;
1816 }
1817 #else
1818 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1819 {
1820         return 0;
1821 }
1822 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1823 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1824 {
1825         return false;
1826 }
1827 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1828
1829 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1830 {
1831         struct page *page;
1832         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1833         gfp_t alloc_gfp;
1834         void *start, *p, *next;
1835         int idx;
1836         bool shuffle;
1837
1838         flags &= gfp_allowed_mask;
1839
1840         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1841                 local_irq_enable();
1842
1843         flags |= s->allocflags;
1844
1845         /*
1846          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1847          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1848          */
1849         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1850         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1851                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~(__GFP_RECLAIM|__GFP_NOFAIL);
1852
1853         page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1854         if (unlikely(!page)) {
1855                 oo = s->min;
1856                 alloc_gfp = flags;
1857                 /*
1858                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1859                  * Try a lower order alloc if possible
1860                  */
1861                 page = alloc_slab_page(s, alloc_gfp, node, oo);
1862                 if (unlikely(!page))
1863                         goto out;
1864                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1865         }
1866
1867         page->objects = oo_objects(oo);
1868
1869         account_slab_page(page, oo_order(oo), s, flags);
1870
1871         page->slab_cache = s;
1872         __SetPageSlab(page);
1873         if (page_is_pfmemalloc(page))
1874                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1875
1876         kasan_poison_slab(page);
1877
1878         start = page_address(page);
1879
1880         setup_page_debug(s, page, start);
1881
1882         shuffle = shuffle_freelist(s, page);
1883
1884         if (!shuffle) {
1885                 start = fixup_red_left(s, start);
1886                 start = setup_object(s, page, start);
1887                 page->freelist = start;
1888                 for (idx = 0, p = start; idx < page->objects - 1; idx++) {
1889                         next = p + s->size;
1890                         next = setup_object(s, page, next);
1891                         set_freepointer(s, p, next);
1892                         p = next;
1893                 }
1894                 set_freepointer(s, p, NULL);
1895         }
1896
1897         page->inuse = page->objects;
1898         page->frozen = 1;
1899
1900 out:
1901         if (gfpflags_allow_blocking(flags))
1902                 local_irq_disable();
1903         if (!page)
1904                 return NULL;
1905
1906         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1907
1908         return page;
1909 }
1910
1911 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1912 {
1913         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1914                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1915
1916         return allocate_slab(s,
1917                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1918 }
1919
1920 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1921 {
1922         int order = compound_order(page);
1923         int pages = 1 << order;
1924
1925         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
1926                 void *p;
1927
1928                 slab_pad_check(s, page);
1929                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1930                                                 page->objects)
1931                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1932         }
1933
1934         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1935         __ClearPageSlab(page);
1936         /* In union with page->mapping where page allocator expects NULL */
1937         page->slab_cache = NULL;
1938         if (current->reclaim_state)
1939                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1940         unaccount_slab_page(page, order, s);
1941         __free_pages(page, order);
1942 }
1943
1944 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1945 {
1946         struct page *page = container_of(h, struct page, rcu_head);
1947
1948         __free_slab(page->slab_cache, page);
1949 }
1950
1951 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1952 {
1953         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
1954                 call_rcu(&page->rcu_head, rcu_free_slab);
1955         } else
1956                 __free_slab(s, page);
1957 }
1958
1959 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1960 {
1961         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1962         free_slab(s, page);
1963 }
1964
1965 /*
1966  * Management of partially allocated slabs.
1967  */
1968 static inline void
1969 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page, int tail)
1970 {
1971         n->nr_partial++;
1972         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1973                 list_add_tail(&page->slab_list, &n->partial);
1974         else
1975                 list_add(&page->slab_list, &n->partial);
1976 }
1977
1978 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1979                                 struct page *page, int tail)
1980 {
1981         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1982         __add_partial(n, page, tail);
1983 }
1984
1985 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1986                                         struct page *page)
1987 {
1988         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1989         list_del(&page->slab_list);
1990         n->nr_partial--;
1991 }
1992
1993 /*
1994  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1995  * return the pointer to the freelist.
1996  *
1997  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1998  */
1999 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
2000                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2001                 int mode, int *objects)
2002 {
2003         void *freelist;
2004         unsigned long counters;
2005         struct page new;
2006
2007         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2008
2009         /*
2010          * Zap the freelist and set the frozen bit.
2011          * The old freelist is the list of objects for the
2012          * per cpu allocation list.
2013          */
2014         freelist = page->freelist;
2015         counters = page->counters;
2016         new.counters = counters;
2017         *objects = new.objects - new.inuse;
2018         if (mode) {
2019                 new.inuse = page->objects;
2020                 new.freelist = NULL;
2021         } else {
2022                 new.freelist = freelist;
2023         }
2024
2025         VM_BUG_ON(new.frozen);
2026         new.frozen = 1;
2027
2028         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2029                         freelist, counters,
2030                         new.freelist, new.counters,
2031                         "acquire_slab"))
2032                 return NULL;
2033
2034         remove_partial(n, page);
2035         WARN_ON(!freelist);
2036         return freelist;
2037 }
2038
2039 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
2040 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
2041
2042 /*
2043  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2044  */
2045 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2046                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
2047 {
2048         struct page *page, *page2;
2049         void *object = NULL;
2050         unsigned int available = 0;
2051         int objects;
2052
2053         /*
2054          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2055          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2056          * partial slab and there is none available then get_partial()
2057          * will return NULL.
2058          */
2059         if (!n || !n->nr_partial)
2060                 return NULL;
2061
2062         spin_lock(&n->list_lock);
2063         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
2064                 void *t;
2065
2066                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
2067                         continue;
2068
2069                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
2070                 if (!t)
2071                         break;
2072
2073                 available += objects;
2074                 if (!object) {
2075                         c->page = page;
2076                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2077                         object = t;
2078                 } else {
2079                         put_cpu_partial(s, page, 0);
2080                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2081                 }
2082                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2083                         || available > slub_cpu_partial(s) / 2)
2084                         break;
2085
2086         }
2087         spin_unlock(&n->list_lock);
2088         return object;
2089 }
2090
2091 /*
2092  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2093  */
2094 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2095                 struct kmem_cache_cpu *c)
2096 {
2097 #ifdef CONFIG_NUMA
2098         struct zonelist *zonelist;
2099         struct zoneref *z;
2100         struct zone *zone;
2101         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2102         void *object;
2103         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2104
2105         /*
2106          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2107          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2108          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2109          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2110          *
2111          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2112          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2113          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2114          * from other nodes and filled up.
2115          *
2116          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2117          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2118          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2119          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2120          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2121          * with available objects.
2122          */
2123         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2124                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2125                 return NULL;
2126
2127         do {
2128                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2129                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2130                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2131                         struct kmem_cache_node *n;
2132
2133                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2134
2135                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2136                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2137                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
2138                                 if (object) {
2139                                         /*
2140                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2141                                          * here - if mems_allowed was updated in
2142                                          * parallel, that was a harmless race
2143                                          * between allocation and the cpuset
2144                                          * update
2145                                          */
2146                                         return object;
2147                                 }
2148                         }
2149                 }
2150         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2151 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2152         return NULL;
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Get a partial page, lock it and return it.
2157  */
2158 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2159                 struct kmem_cache_cpu *c)
2160 {
2161         void *object;
2162         int searchnode = node;
2163
2164         if (node == NUMA_NO_NODE)
2165                 searchnode = numa_mem_id();
2166
2167         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
2168         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2169                 return object;
2170
2171         return get_any_partial(s, flags, c);
2172 }
2173
2174 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2175 /*
2176  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2177  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2178  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2179  */
2180 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2181 #else
2182 /*
2183  * No preemption supported therefore also no need to check for
2184  * different cpus.
2185  */
2186 #define TID_STEP 1
2187 #endif
2188
2189 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2190 {
2191         return tid + TID_STEP;
2192 }
2193
2194 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2195 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2196 {
2197         return tid % TID_STEP;
2198 }
2199
2200 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2201 {
2202         return tid / TID_STEP;
2203 }
2204 #endif
2205
2206 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2207 {
2208         return cpu;
2209 }
2210
2211 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2212                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2213 {
2214 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2215         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2216
2217         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2218
2219 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2220         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2221                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2222                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2223         else
2224 #endif
2225         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2226                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2227                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2228         else
2229                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2230                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2231 #endif
2232         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2233 }
2234
2235 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2236 {
2237         int cpu;
2238
2239         for_each_possible_cpu(cpu)
2240                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
2241 }
2242
2243 /*
2244  * Remove the cpu slab
2245  */
2246 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2247                                 void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
2248 {
2249         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
2250         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2251         int lock = 0, free_delta = 0;
2252         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
2253         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2254         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2255         struct page new;
2256         struct page old;
2257
2258         if (page->freelist) {
2259                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2260                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2261         }
2262
2263         /*
2264          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2265          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2266          */
2267         freelist_tail = NULL;
2268         freelist_iter = freelist;
2269         while (freelist_iter) {
2270                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2271
2272                 /*
2273                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2274                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2275                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2276                  */
2277                 if (freelist_corrupted(s, page, &freelist_iter, nextfree))
2278                         break;
2279
2280                 freelist_tail = freelist_iter;
2281                 free_delta++;
2282
2283                 freelist_iter = nextfree;
2284         }
2285
2286         /*
2287          * Stage two: Unfreeze the page while splicing the per-cpu
2288          * freelist to the head of page's freelist.
2289          *
2290          * Ensure that the page is unfrozen while the list presence
2291          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2292          *
2293          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
2294          * with the count. If there is a mismatch then the page
2295          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
2296          *
2297          * Then we restart the process which may have to remove
2298          * the page from the list that we just put it on again
2299          * because the number of objects in the slab may have
2300          * changed.
2301          */
2302 redo:
2303
2304         old.freelist = READ_ONCE(page->freelist);
2305         old.counters = READ_ONCE(page->counters);
2306         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2307
2308         /* Determine target state of the slab */
2309         new.counters = old.counters;
2310         if (freelist_tail) {
2311                 new.inuse -= free_delta;
2312                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2313                 new.freelist = freelist;
2314         } else
2315                 new.freelist = old.freelist;
2316
2317         new.frozen = 0;
2318
2319         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)
2320                 m = M_FREE;
2321         else if (new.freelist) {
2322                 m = M_PARTIAL;
2323                 if (!lock) {
2324                         lock = 1;
2325                         /*
2326                          * Taking the spinlock removes the possibility
2327                          * that acquire_slab() will see a slab page that
2328                          * is frozen
2329                          */
2330                         spin_lock(&n->list_lock);
2331                 }
2332         } else {
2333                 m = M_FULL;
2334                 if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER) && !lock) {
2335                         lock = 1;
2336                         /*
2337                          * This also ensures that the scanning of full
2338                          * slabs from diagnostic functions will not see
2339                          * any frozen slabs.
2340                          */
2341                         spin_lock(&n->list_lock);
2342                 }
2343         }
2344
2345         if (l != m) {
2346                 if (l == M_PARTIAL)
2347                         remove_partial(n, page);
2348                 else if (l == M_FULL)
2349                         remove_full(s, n, page);
2350
2351                 if (m == M_PARTIAL)
2352                         add_partial(n, page, tail);
2353                 else if (m == M_FULL)
2354                         add_full(s, n, page);
2355         }
2356
2357         l = m;
2358         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2359                                 old.freelist, old.counters,
2360                                 new.freelist, new.counters,
2361                                 "unfreezing slab"))
2362                 goto redo;
2363
2364         if (lock)
2365                 spin_unlock(&n->list_lock);
2366
2367         if (m == M_PARTIAL)
2368                 stat(s, tail);
2369         else if (m == M_FULL)
2370                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2371         else if (m == M_FREE) {
2372                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2373                 discard_slab(s, page);
2374                 stat(s, FREE_SLAB);
2375         }
2376
2377         c->page = NULL;
2378         c->freelist = NULL;
2379 }
2380
2381 /*
2382  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2383  *
2384  * This function must be called with interrupts disabled
2385  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
2386  * to guarantee no concurrent accesses).
2387  */
2388 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
2389                 struct kmem_cache_cpu *c)
2390 {
2391 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2392         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2393         struct page *page, *discard_page = NULL;
2394
2395         while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
2396                 struct page new;
2397                 struct page old;
2398
2399                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2400
2401                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
2402                 if (n != n2) {
2403                         if (n)
2404                                 spin_unlock(&n->list_lock);
2405
2406                         n = n2;
2407                         spin_lock(&n->list_lock);
2408                 }
2409
2410                 do {
2411
2412                         old.freelist = page->freelist;
2413                         old.counters = page->counters;
2414                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2415
2416                         new.counters = old.counters;
2417                         new.freelist = old.freelist;
2418
2419                         new.frozen = 0;
2420
2421                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2422                                 old.freelist, old.counters,
2423                                 new.freelist, new.counters,
2424                                 "unfreezing slab"));
2425
2426                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2427                         page->next = discard_page;
2428                         discard_page = page;
2429                 } else {
2430                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2431                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2432                 }
2433         }
2434
2435         if (n)
2436                 spin_unlock(&n->list_lock);
2437
2438         while (discard_page) {
2439                 page = discard_page;
2440                 discard_page = discard_page->next;
2441
2442                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2443                 discard_slab(s, page);
2444                 stat(s, FREE_SLAB);
2445         }
2446 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2447 }
2448
2449 /*
2450  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2451  * partial page slot if available.
2452  *
2453  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2454  * per node partial list.
2455  */
2456 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2457 {
2458 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2459         struct page *oldpage;
2460         int pages;
2461         int pobjects;
2462
2463         preempt_disable();
2464         do {
2465                 pages = 0;
2466                 pobjects = 0;
2467                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2468
2469                 if (oldpage) {
2470                         pobjects = oldpage->pobjects;
2471                         pages = oldpage->pages;
2472                         if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
2473                                 unsigned long flags;
2474                                 /*
2475                                  * partial array is full. Move the existing
2476                                  * set to the per node partial list.
2477                                  */
2478                                 local_irq_save(flags);
2479                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2480                                 local_irq_restore(flags);
2481                                 oldpage = NULL;
2482                                 pobjects = 0;
2483                                 pages = 0;
2484                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2485                         }
2486                 }
2487
2488                 pages++;
2489                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2490
2491                 page->pages = pages;
2492                 page->pobjects = pobjects;
2493                 page->next = oldpage;
2494
2495         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
2496                                                                 != oldpage);
2497         if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
2498                 unsigned long flags;
2499
2500                 local_irq_save(flags);
2501                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
2502                 local_irq_restore(flags);
2503         }
2504         preempt_enable();
2505 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2506 }
2507
2508 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2509 {
2510         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2511         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
2512
2513         c->tid = next_tid(c->tid);
2514 }
2515
2516 /*
2517  * Flush cpu slab.
2518  *
2519  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2520  */
2521 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2522 {
2523         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2524
2525         if (c->page)
2526                 flush_slab(s, c);
2527
2528         unfreeze_partials(s, c);
2529 }
2530
2531 static void flush_cpu_slab(void *d)
2532 {
2533         struct kmem_cache *s = d;
2534
2535         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2536 }
2537
2538 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2539 {
2540         struct kmem_cache *s = info;
2541         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2542
2543         return c->page || slub_percpu_partial(c);
2544 }
2545
2546 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2547 {
2548         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
2549 }
2550
2551 /*
2552  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2553  * necessary.
2554  */
2555 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2556 {
2557         struct kmem_cache *s;
2558         unsigned long flags;
2559
2560         mutex_lock(&slab_mutex);
2561         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2562                 local_irq_save(flags);
2563                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2564                 local_irq_restore(flags);
2565         }
2566         mutex_unlock(&slab_mutex);
2567         return 0;
2568 }
2569
2570 /*
2571  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2572  * locality expectations.
2573  */
2574 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2575 {
2576 #ifdef CONFIG_NUMA
2577         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2578                 return 0;
2579 #endif
2580         return 1;
2581 }
2582
2583 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2584 static int count_free(struct page *page)
2585 {
2586         return page->objects - page->inuse;
2587 }
2588
2589 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2590 {
2591         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2592 }
2593 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2594
2595 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2596 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2597                                         int (*get_count)(struct page *))
2598 {
2599         unsigned long flags;
2600         unsigned long x = 0;
2601         struct page *page;
2602
2603         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2604         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
2605                 x += get_count(page);
2606         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2607         return x;
2608 }
2609 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2610
2611 static noinline void
2612 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2613 {
2614 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2615         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2616                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2617         int node;
2618         struct kmem_cache_node *n;
2619
2620         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2621                 return;
2622
2623         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2624                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2625         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2626                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2627                 oo_order(s->min));
2628
2629         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2630                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2631                         s->name);
2632
2633         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2634                 unsigned long nr_slabs;
2635                 unsigned long nr_objs;
2636                 unsigned long nr_free;
2637
2638                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2639                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2640                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2641
2642                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2643                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2644         }
2645 #endif
2646 }
2647
2648 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2649                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2650 {
2651         void *freelist;
2652         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2653         struct page *page;
2654
2655         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2656
2657         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2658
2659         if (freelist)
2660                 return freelist;
2661
2662         page = new_slab(s, flags, node);
2663         if (page) {
2664                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2665                 if (c->page)
2666                         flush_slab(s, c);
2667
2668                 /*
2669                  * No other reference to the page yet so we can
2670                  * muck around with it freely without cmpxchg
2671                  */
2672                 freelist = page->freelist;
2673                 page->freelist = NULL;
2674
2675                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2676                 c->page = page;
2677                 *pc = c;
2678         }
2679
2680         return freelist;
2681 }
2682
2683 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2684 {
2685         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2686                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2687
2688         return true;
2689 }
2690
2691 /*
2692  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the
2693  * per cpu freelist or deactivate the page.
2694  *
2695  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2696  *
2697  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2698  *
2699  * This function must be called with interrupt disabled.
2700  */
2701 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2702 {
2703         struct page new;
2704         unsigned long counters;
2705         void *freelist;
2706
2707         do {
2708                 freelist = page->freelist;
2709                 counters = page->counters;
2710
2711                 new.counters = counters;
2712                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2713
2714                 new.inuse = page->objects;
2715                 new.frozen = freelist != NULL;
2716
2717         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2718                 freelist, counters,
2719                 NULL, new.counters,
2720                 "get_freelist"));
2721
2722         return freelist;
2723 }
2724
2725 /*
2726  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2727  * debugging duties.
2728  *
2729  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2730  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2731  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2732  *
2733  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2734  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2735  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2736  *
2737  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2738  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2739  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2740  *
2741  * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
2742  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2743  */
2744 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2745                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2746 {
2747         void *freelist;
2748         struct page *page;
2749
2750         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2751
2752         page = c->page;
2753         if (!page) {
2754                 /*
2755                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2756                  * ignore the node constraint
2757                  */
2758                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2759                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2760                         node = NUMA_NO_NODE;
2761                 goto new_slab;
2762         }
2763 redo:
2764
2765         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2766                 /*
2767                  * same as above but node_match() being false already
2768                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2769                  */
2770                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2771                         node = NUMA_NO_NODE;
2772                         goto redo;
2773                 } else {
2774                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2775                         deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2776                         goto new_slab;
2777                 }
2778         }
2779
2780         /*
2781          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2782          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2783          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2784          */
2785         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2786                 deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
2787                 goto new_slab;
2788         }
2789
2790         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2791         freelist = c->freelist;
2792         if (freelist)
2793                 goto load_freelist;
2794
2795         freelist = get_freelist(s, page);
2796
2797         if (!freelist) {
2798                 c->page = NULL;
2799                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2800                 goto new_slab;
2801         }
2802
2803         stat(s, ALLOC_REFILL);
2804
2805 load_freelist:
2806         /*
2807          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2808          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2809          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2810          */
2811         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2812         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2813         c->tid = next_tid(c->tid);
2814         return freelist;
2815
2816 new_slab:
2817
2818         if (slub_percpu_partial(c)) {
2819                 page = c->page = slub_percpu_partial(c);
2820                 slub_set_percpu_partial(c, page);
2821                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2822                 goto redo;
2823         }
2824
2825         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2826
2827         if (unlikely(!freelist)) {
2828                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2829                 return NULL;
2830         }
2831
2832         page = c->page;
2833         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2834                 goto load_freelist;
2835
2836         /* Only entered in the debug case */
2837         if (kmem_cache_debug(s) &&
2838                         !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2839                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2840
2841         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
2842         return freelist;
2843 }
2844
2845 /*
2846  * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
2847  * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
2848  */
2849 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2850                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2851 {
2852         void *p;
2853         unsigned long flags;
2854
2855         local_irq_save(flags);
2856 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2857         /*
2858          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2859          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2860          * pointer.
2861          */
2862         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2863 #endif
2864
2865         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2866         local_irq_restore(flags);
2867         return p;
2868 }
2869
2870 /*
2871  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
2872  * zeroing out freelist pointer.
2873  */
2874 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
2875                                                    void *obj)
2876 {
2877         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
2878                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
2879                         0, sizeof(void *));
2880 }
2881
2882 /*
2883  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2884  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2885  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2886  *
2887  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2888  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2889  *
2890  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2891  */
2892 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2893                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
2894 {
2895         void *object;
2896         struct kmem_cache_cpu *c;
2897         struct page *page;
2898         unsigned long tid;
2899         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2900         bool init = false;
2901
2902         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, 1, gfpflags);
2903         if (!s)
2904                 return NULL;
2905
2906         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
2907         if (unlikely(object))
2908                 goto out;
2909
2910 redo:
2911         /*
2912          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2913          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2914          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2915          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2916          *
2917          * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
2918          * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
2919          * to check if it is matched or not.
2920          */
2921         do {
2922                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2923                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2924         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
2925                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
2926
2927         /*
2928          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
2929          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
2930          * on c to guarantee that object and page associated with previous tid
2931          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
2932          * page could be one associated with next tid and our alloc/free
2933          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
2934          */
2935         barrier();
2936
2937         /*
2938          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2939          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2940          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2941          * linked list in between.
2942          */
2943
2944         object = c->freelist;
2945         page = c->page;
2946         if (unlikely(!object || !page || !node_match(page, node))) {
2947                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2948         } else {
2949                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2950
2951                 /*
2952                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2953                  * operation and if we are on the right processor.
2954                  *
2955                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
2956                  * semantics!)
2957                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2958                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2959                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2960                  *
2961                  * Since this is without lock semantics the protection is only
2962                  * against code executing on this cpu *not* from access by
2963                  * other cpus.
2964                  */
2965                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2966                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2967                                 object, tid,
2968                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2969
2970                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2971                         goto redo;
2972                 }
2973                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2974                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2975         }
2976
2977         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
2978         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
2979
2980 out:
2981         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
2982
2983         return object;
2984 }
2985
2986 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2987                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
2988 {
2989         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
2990 }
2991
2992 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2993 {
2994         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
2995
2996         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
2997                                 s->size, gfpflags);
2998
2999         return ret;
3000 }
3001 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3002
3003 #ifdef CONFIG_TRACING
3004 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
3005 {
3006         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_, size);
3007         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
3008         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3009         return ret;
3010 }
3011 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3012 #endif
3013
3014 #ifdef CONFIG_NUMA
3015 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3016 {
3017         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3018
3019         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3020                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
3021
3022         return ret;
3023 }
3024 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3025
3026 #ifdef CONFIG_TRACING
3027 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3028                                     gfp_t gfpflags,
3029                                     int node, size_t size)
3030 {
3031         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3032
3033         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3034                            size, s->size, gfpflags, node);
3035
3036         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3037         return ret;
3038 }
3039 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3040 #endif
3041 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3042
3043 /*
3044  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3045  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3046  *
3047  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3048  * lock and free the item. If there is no additional partial page
3049  * handling required then we can return immediately.
3050  */
3051 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3052                         void *head, void *tail, int cnt,
3053                         unsigned long addr)
3054
3055 {
3056         void *prior;
3057         int was_frozen;
3058         struct page new;
3059         unsigned long counters;
3060         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3061         unsigned long flags;
3062
3063         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3064
3065         if (kfence_free(head))
3066                 return;
3067
3068         if (kmem_cache_debug(s) &&
3069             !free_debug_processing(s, page, head, tail, cnt, addr))
3070                 return;
3071
3072         do {
3073                 if (unlikely(n)) {
3074                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3075                         n = NULL;
3076                 }
3077                 prior = page->freelist;
3078                 counters = page->counters;
3079                 set_freepointer(s, tail, prior);
3080                 new.counters = counters;
3081                 was_frozen = new.frozen;
3082                 new.inuse -= cnt;
3083                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3084
3085                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3086
3087                                 /*
3088                                  * Slab was on no list before and will be
3089                                  * partially empty
3090                                  * We can defer the list move and instead
3091                                  * freeze it.
3092                                  */
3093                                 new.frozen = 1;
3094
3095                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3096
3097                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
3098                                 /*
3099                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3100                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3101                                  * drop the list_lock without any processing.
3102                                  *
3103                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3104                                  * other processors updating the list of slabs.
3105                                  */
3106                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3107
3108                         }
3109                 }
3110
3111         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
3112                 prior, counters,
3113                 head, new.counters,
3114                 "__slab_free"));
3115
3116         if (likely(!n)) {
3117
3118                 if (likely(was_frozen)) {
3119                         /*
3120                          * The list lock was not taken therefore no list
3121                          * activity can be necessary.
3122                          */
3123                         stat(s, FREE_FROZEN);
3124                 } else if (new.frozen) {
3125                         /*
3126                          * If we just froze the page then put it onto the
3127                          * per cpu partial list.
3128                          */
3129                         put_cpu_partial(s, page, 1);
3130                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3131                 }
3132
3133                 return;
3134         }
3135
3136         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3137                 goto slab_empty;
3138
3139         /*
3140          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3141          * then add it.
3142          */
3143         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3144                 remove_full(s, n, page);
3145                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3146                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3147         }
3148         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3149         return;
3150
3151 slab_empty:
3152         if (prior) {
3153                 /*
3154                  * Slab on the partial list.
3155                  */
3156                 remove_partial(n, page);
3157                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3158         } else {
3159                 /* Slab must be on the full list */
3160                 remove_full(s, n, page);
3161         }
3162
3163         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3164         stat(s, FREE_SLAB);
3165         discard_slab(s, page);
3166 }
3167
3168 /*
3169  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3170  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3171  *
3172  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3173  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3174  * the item before.
3175  *
3176  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3177  * with all sorts of special processing.
3178  *
3179  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3180  * same page) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3181  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3182  */
3183 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3184                                 struct page *page, void *head, void *tail,
3185                                 int cnt, unsigned long addr)
3186 {
3187         void *tail_obj = tail ? : head;
3188         struct kmem_cache_cpu *c;
3189         unsigned long tid;
3190
3191         memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3192 redo:
3193         /*
3194          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3195          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3196          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3197          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3198          */
3199         do {
3200                 tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
3201                 c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3202         } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
3203                  unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
3204
3205         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3206         barrier();
3207
3208         if (likely(page == c->page)) {
3209                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3210
3211                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3212
3213                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3214                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3215                                 freelist, tid,
3216                                 head, next_tid(tid)))) {
3217
3218                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3219                         goto redo;
3220                 }
3221                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3222         } else
3223                 __slab_free(s, page, head, tail_obj, cnt, addr);
3224
3225 }
3226
3227 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3228                                       void *head, void *tail, int cnt,
3229                                       unsigned long addr)
3230 {
3231         /*
3232          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3233          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3234          */
3235         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail))
3236                 do_slab_free(s, page, head, tail, cnt, addr);
3237 }
3238
3239 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3240 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3241 {
3242         do_slab_free(cache, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, addr);
3243 }
3244 #endif
3245
3246 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3247 {
3248         s = cache_from_obj(s, x);
3249         if (!s)
3250                 return;
3251         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3252         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3253 }
3254 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3255
3256 struct detached_freelist {
3257         struct page *page;
3258         void *tail;
3259         void *freelist;
3260         int cnt;
3261         struct kmem_cache *s;
3262 };
3263
3264 /*
3265  * This function progressively scans the array with free objects (with
3266  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3267  * page.  It builds a detached freelist directly within the given
3268  * page/objects.  This can happen without any need for
3269  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3270  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3271  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3272  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3273  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3274  * to performance reasons.
3275  */
3276 static inline
3277 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3278                             void **p, struct detached_freelist *df)
3279 {
3280         size_t first_skipped_index = 0;
3281         int lookahead = 3;
3282         void *object;
3283         struct page *page;
3284
3285         /* Always re-init detached_freelist */
3286         df->page = NULL;
3287
3288         do {
3289                 object = p[--size];
3290                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3291         } while (!object && size);
3292
3293         if (!object)
3294                 return 0;
3295
3296         page = virt_to_head_page(object);
3297         if (!s) {
3298                 /* Handle kalloc'ed objects */
3299                 if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3300                         BUG_ON(!PageCompound(page));
3301                         kfree_hook(object);
3302                         __free_pages(page, compound_order(page));
3303                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3304                         return size;
3305                 }
3306                 /* Derive kmem_cache from object */
3307                 df->s = page->slab_cache;
3308         } else {
3309                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3310         }
3311
3312         if (is_kfence_address(object)) {
3313                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3314                 __kfence_free(object);
3315                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3316                 return size;
3317         }
3318
3319         /* Start new detached freelist */
3320         df->page = page;
3321         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3322         df->tail = object;
3323         df->freelist = object;
3324         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3325         df->cnt = 1;
3326
3327         while (size) {
3328                 object = p[--size];
3329                 if (!object)
3330                         continue; /* Skip processed objects */
3331
3332                 /* df->page is always set at this point */
3333                 if (df->page == virt_to_head_page(object)) {
3334                         /* Opportunity build freelist */
3335                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3336                         df->freelist = object;
3337                         df->cnt++;
3338                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3339
3340                         continue;
3341                 }
3342
3343                 /* Limit look ahead search */
3344                 if (!--lookahead)
3345                         break;
3346
3347                 if (!first_skipped_index)
3348                         first_skipped_index = size + 1;
3349         }
3350
3351         return first_skipped_index;
3352 }
3353
3354 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3355 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3356 {
3357         if (WARN_ON(!size))
3358                 return;
3359
3360         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3361         do {
3362                 struct detached_freelist df;
3363
3364                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3365                 if (!df.page)
3366                         continue;
3367
3368                 slab_free(df.s, df.page, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3369         } while (likely(size));
3370 }
3371 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3372
3373 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3374 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3375                           void **p)
3376 {
3377         struct kmem_cache_cpu *c;
3378         int i;
3379         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3380
3381         /* memcg and kmem_cache debug support */
3382         s = slab_pre_alloc_hook(s, &objcg, size, flags);
3383         if (unlikely(!s))
3384                 return false;
3385         /*
3386          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3387          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3388          * handlers invoking normal fastpath.
3389          */
3390         local_irq_disable();
3391         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3392
3393         for (i = 0; i < size; i++) {
3394                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3395
3396                 if (unlikely(object)) {
3397                         p[i] = object;
3398                         continue;
3399                 }
3400
3401                 object = c->freelist;
3402                 if (unlikely(!object)) {
3403                         /*
3404                          * We may have removed an object from c->freelist using
3405                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3406                          * c->tid has not been bumped yet.
3407                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3408                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3409                          */
3410                         c->tid = next_tid(c->tid);
3411
3412                         /*
3413                          * Invoking slow path likely have side-effect
3414                          * of re-populating per CPU c->freelist
3415                          */
3416                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3417                                             _RET_IP_, c);
3418                         if (unlikely(!p[i]))
3419                                 goto error;
3420
3421                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3422                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3423
3424                         continue; /* goto for-loop */
3425                 }
3426                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3427                 p[i] = object;
3428                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3429         }
3430         c->tid = next_tid(c->tid);
3431         local_irq_enable();
3432
3433         /*
3434          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3435          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3436          */
3437         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3438                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3439         return i;
3440 error:
3441         local_irq_enable();
3442         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3443         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3444         return 0;
3445 }
3446 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3447
3448
3449 /*
3450  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3451  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3452  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3453  * another.
3454  *
3455  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3456  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3457  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3458  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3459  * locking overhead.
3460  */
3461
3462 /*
3463  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3464  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3465  * and increases the number of allocations possible without having to
3466  * take the list_lock.
3467  */
3468 static unsigned int slub_min_order;
3469 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3470 static unsigned int slub_min_objects;
3471
3472 /*
3473  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3474  *
3475  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3476  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3477  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3478  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3479  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3480  * would be wasted.
3481  *
3482  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3483  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3484  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3485  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3486  *
3487  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3488  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3489  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3490  * of space in favor of a small page order.
3491  *
3492  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3493  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3494  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3495  * the smallest order which will fit the object.
3496  */
3497 static inline unsigned int slab_order(unsigned int size,
3498                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3499                 unsigned int fract_leftover)
3500 {
3501         unsigned int min_order = slub_min_order;
3502         unsigned int order;
3503
3504         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3505                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3506
3507         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3508                         order <= max_order; order++) {
3509
3510                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3511                 unsigned int rem;
3512
3513                 rem = slab_size % size;
3514
3515                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3516                         break;
3517         }
3518
3519         return order;
3520 }
3521
3522 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3523 {
3524         unsigned int order;
3525         unsigned int min_objects;
3526         unsigned int max_objects;
3527         unsigned int nr_cpus;
3528
3529         /*
3530          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3531          * works by first attempting to generate a layout with
3532          * the best configuration and backing off gradually.
3533          *
3534          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3535          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3536          */
3537         min_objects = slub_min_objects;
3538         if (!min_objects) {
3539                 /*
3540                  * Some architectures will only update present cpus when
3541                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3542                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3543                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3544                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3545                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3546                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3547                  */
3548                 nr_cpus = num_present_cpus();
3549                 if (nr_cpus <= 1)
3550                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3551                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3552         }
3553         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3554         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3555
3556         while (min_objects > 1) {
3557                 unsigned int fraction;
3558
3559                 fraction = 16;
3560                 while (fraction >= 4) {
3561                         order = slab_order(size, min_objects,
3562                                         slub_max_order, fraction);
3563                         if (order <= slub_max_order)
3564                                 return order;
3565                         fraction /= 2;
3566                 }
3567                 min_objects--;
3568         }
3569
3570         /*
3571          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3572          * lets see if we can place a single object there.
3573          */
3574         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3575         if (order <= slub_max_order)
3576                 return order;
3577
3578         /*
3579          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3580          */
3581         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3582         if (order < MAX_ORDER)
3583                 return order;
3584         return -ENOSYS;
3585 }
3586
3587 static void
3588 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3589 {
3590         n->nr_partial = 0;
3591         spin_lock_init(&n->list_lock);
3592         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3593 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3594         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3595         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3596         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3597 #endif
3598 }
3599
3600 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3601 {
3602         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3603                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3604
3605         /*
3606          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3607          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3608          */
3609         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3610                                      2 * sizeof(void *));
3611
3612         if (!s->cpu_slab)
3613                 return 0;
3614
3615         init_kmem_cache_cpus(s);
3616
3617         return 1;
3618 }
3619
3620 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3621
3622 /*
3623  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3624  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3625  * possible.
3626  *
3627  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3628  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3629  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3630  */
3631 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3632 {
3633         struct page *page;
3634         struct kmem_cache_node *n;
3635
3636         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3637
3638         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3639
3640         BUG_ON(!page);
3641         if (page_to_nid(page) != node) {
3642                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3643                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3644         }
3645
3646         n = page->freelist;
3647         BUG_ON(!n);
3648 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3649         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3650         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3651 #endif
3652         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3653         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3654         page->inuse = 1;
3655         page->frozen = 0;
3656         kmem_cache_node->node[node] = n;
3657         init_kmem_cache_node(n);
3658         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
3659
3660         /*
3661          * No locks need to be taken here as it has just been
3662          * initialized and there is no concurrent access.
3663          */
3664         __add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3665 }
3666
3667 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3668 {
3669         int node;
3670         struct kmem_cache_node *n;
3671
3672         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3673                 s->node[node] = NULL;
3674                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3675         }
3676 }
3677
3678 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3679 {
3680         cache_random_seq_destroy(s);
3681         free_percpu(s->cpu_slab);
3682         free_kmem_cache_nodes(s);
3683 }
3684
3685 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3686 {
3687         int node;
3688
3689         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3690                 struct kmem_cache_node *n;
3691
3692                 if (slab_state == DOWN) {
3693                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3694                         continue;
3695                 }
3696                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3697                                                 GFP_KERNEL, node);
3698
3699                 if (!n) {
3700                         free_kmem_cache_nodes(s);
3701                         return 0;
3702                 }
3703
3704                 init_kmem_cache_node(n);
3705                 s->node[node] = n;
3706         }
3707         return 1;
3708 }
3709
3710 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
3711 {
3712         if (min < MIN_PARTIAL)
3713                 min = MIN_PARTIAL;
3714         else if (min > MAX_PARTIAL)
3715                 min = MAX_PARTIAL;
3716         s->min_partial = min;
3717 }
3718
3719 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
3720 {
3721 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
3722         /*
3723          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3724          * per cpu partial lists of a processor.
3725          *
3726          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3727          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3728          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3729          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3730          *
3731          * This setting also determines
3732          *
3733          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3734          *    per node list when we reach the limit.
3735          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3736          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch
3737          *    50% to keep some capacity around for frees.
3738          */
3739         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
3740                 slub_set_cpu_partial(s, 0);
3741         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3742                 slub_set_cpu_partial(s, 2);
3743         else if (s->size >= 1024)
3744                 slub_set_cpu_partial(s, 6);
3745         else if (s->size >= 256)
3746                 slub_set_cpu_partial(s, 13);
3747         else
3748                 slub_set_cpu_partial(s, 30);
3749 #endif
3750 }
3751
3752 /*
3753  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
3754  * a slab object.
3755  */
3756 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
3757 {
3758         slab_flags_t flags = s->flags;
3759         unsigned int size = s->object_size;
3760         unsigned int order;
3761
3762         /*
3763          * Round up object size to the next word boundary. We can only
3764          * place the free pointer at word boundaries and this determines
3765          * the possible location of the free pointer.
3766          */
3767         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3768
3769 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3770         /*
3771          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
3772          * the slab may touch the object after free or before allocation
3773          * then we should never poison the object itself.
3774          */
3775         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
3776                         !s->ctor)
3777                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
3778         else
3779                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
3780
3781
3782         /*
3783          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
3784          * end of the object and the free pointer. If not then add an
3785          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
3786          */
3787         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
3788                 size += sizeof(void *);
3789 #endif
3790
3791         /*
3792          * With that we have determined the number of bytes in actual use
3793          * by the object and redzoning.
3794          */
3795         s->inuse = size;
3796
3797         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
3798             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
3799             s->ctor) {
3800                 /*
3801                  * Relocate free pointer after the object if it is not
3802                  * permitted to overwrite the first word of the object on
3803                  * kmem_cache_free.
3804                  *
3805                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
3806                  * destructor, are poisoning the objects, or are
3807                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
3808                  *
3809                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
3810                  * pointer is outside of the object is used in the
3811                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
3812                  * longer true, the function needs to be modified.
3813                  */
3814                 s->offset = size;
3815                 size += sizeof(void *);
3816         } else {
3817                 /*
3818                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
3819                  * it away from the edges of the object to avoid small
3820                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
3821                  */
3822                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
3823         }
3824
3825 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3826         if (flags & SLAB_STORE_USER)
3827                 /*
3828                  * Need to store information about allocs and frees after
3829                  * the object.
3830                  */
3831                 size += 2 * sizeof(struct track);
3832 #endif
3833
3834         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
3835 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3836         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
3837                 /*
3838                  * Add some empty padding so that we can catch
3839                  * overwrites from earlier objects rather than let
3840                  * tracking information or the free pointer be
3841                  * corrupted if a user writes before the start
3842                  * of the object.
3843                  */
3844                 size += sizeof(void *);
3845
3846                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
3847                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
3848                 size += s->red_left_pad;
3849         }
3850 #endif
3851
3852         /*
3853          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3854          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3855          * each object to conform to the alignment.
3856          */
3857         size = ALIGN(size, s->align);
3858         s->size = size;
3859         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
3860         if (forced_order >= 0)
3861                 order = forced_order;
3862         else
3863                 order = calculate_order(size);
3864
3865         if ((int)order < 0)
3866                 return 0;
3867
3868         s->allocflags = 0;
3869         if (order)
3870                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3871
3872         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3873                 s->allocflags |= GFP_DMA;
3874
3875         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
3876                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
3877
3878         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3879                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3880
3881         /*
3882          * Determine the number of objects per slab
3883          */
3884         s->oo = oo_make(order, size);
3885         s->min = oo_make(get_order(size), size);
3886         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3887                 s->max = s->oo;
3888
3889         return !!oo_objects(s->oo);
3890 }
3891
3892 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
3893 {
3894         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
3895 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
3896         s->random = get_random_long();
3897 #endif
3898
3899         if (!calculate_sizes(s, -1))
3900                 goto error;
3901         if (disable_higher_order_debug) {
3902                 /*
3903                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3904                  * order increased.
3905                  */
3906                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3907                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3908                         s->offset = 0;
3909                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3910                                 goto error;
3911                 }
3912         }
3913
3914 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3915     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3916         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
3917                 /* Enable fast mode */
3918                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3919 #endif
3920
3921         /*
3922          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3923          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3924          */
3925         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3926
3927         set_cpu_partial(s);
3928
3929 #ifdef CONFIG_NUMA
3930         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3931 #endif
3932
3933         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
3934         if (slab_state >= UP) {
3935                 if (init_cache_random_seq(s))
3936                         goto error;
3937         }
3938
3939         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3940                 goto error;
3941
3942         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3943                 return 0;
3944
3945         free_kmem_cache_nodes(s);
3946 error:
3947         return -EINVAL;
3948 }
3949
3950 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3951                               const char *text)
3952 {
3953 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3954         void *addr = page_address(page);
3955         unsigned long *map;
3956         void *p;
3957
3958         slab_err(s, page, text, s->name);
3959         slab_lock(page);
3960
3961         map = get_map(s, page);
3962         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3963
3964                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
3965                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
3966                         print_tracking(s, p);
3967                 }
3968         }
3969         put_map(map);
3970         slab_unlock(page);
3971 #endif
3972 }
3973
3974 /*
3975  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3976  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
3977  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
3978  */
3979 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3980 {
3981         LIST_HEAD(discard);
3982         struct page *page, *h;
3983
3984         BUG_ON(irqs_disabled());
3985         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3986         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, slab_list) {
3987                 if (!page->inuse) {
3988                         remove_partial(n, page);
3989                         list_add(&page->slab_list, &discard);
3990                 } else {
3991                         list_slab_objects(s, page,
3992                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
3993                 }
3994         }
3995         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3996
3997         list_for_each_entry_safe(page, h, &discard, slab_list)
3998                 discard_slab(s, page);
3999 }
4000
4001 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
4002 {
4003         int node;
4004         struct kmem_cache_node *n;
4005
4006         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4007                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4008                         return false;
4009         return true;
4010 }
4011
4012 /*
4013  * Release all resources used by a slab cache.
4014  */
4015 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
4016 {
4017         int node;
4018         struct kmem_cache_node *n;
4019
4020         flush_all(s);
4021         /* Attempt to free all objects */
4022         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4023                 free_partial(s, n);
4024                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4025                         return 1;
4026         }
4027         return 0;
4028 }
4029
4030 #ifdef CONFIG_PRINTK
4031 void kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct page *page)
4032 {
4033         void *base;
4034         int __maybe_unused i;
4035         unsigned int objnr;
4036         void *objp;
4037         void *objp0;
4038         struct kmem_cache *s = page->slab_cache;
4039         struct track __maybe_unused *trackp;
4040
4041         kpp->kp_ptr = object;
4042         kpp->kp_page = page;
4043         kpp->kp_slab_cache = s;
4044         base = page_address(page);
4045         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4046 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4047         objp = restore_red_left(s, objp0);
4048 #else
4049         objp = objp0;
4050 #endif
4051         objnr = obj_to_index(s, page, objp);
4052         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4053         objp = base + s->size * objnr;
4054         kpp->kp_objp = objp;
4055         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + page->objects * s->size || (objp - base) % s->size) ||
4056             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4057                 return;
4058 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4059         objp = fixup_red_left(s, objp);
4060         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4061         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4062 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
4063         {
4064                 depot_stack_handle_t handle;
4065                 unsigned long *entries;
4066                 unsigned int nr_entries;
4067
4068                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4069                 if (handle) {
4070                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4071                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4072                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
4073                 }
4074
4075                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4076                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4077                 if (handle) {
4078                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4079                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4080                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
4081                 }
4082         }
4083 #endif
4084 #endif
4085 }
4086 #endif
4087
4088 /********************************************************************
4089  *              Kmalloc subsystem
4090  *******************************************************************/
4091
4092 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4093 {
4094         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4095
4096         return 1;
4097 }
4098
4099 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4100
4101 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4102 {
4103         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4104         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4105
4106         return 1;
4107 }
4108
4109 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4110
4111 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4112 {
4113         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4114
4115         return 1;
4116 }
4117
4118 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4119
4120 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4121 {
4122         struct kmem_cache *s;
4123         void *ret;
4124
4125         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4126                 return kmalloc_large(size, flags);
4127
4128         s = kmalloc_slab(size, flags);
4129
4130         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4131                 return s;
4132
4133         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_, size);
4134
4135         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4136
4137         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4138
4139         return ret;
4140 }
4141 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4142
4143 #ifdef CONFIG_NUMA
4144 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4145 {
4146         struct page *page;
4147         void *ptr = NULL;
4148         unsigned int order = get_order(size);
4149
4150         flags |= __GFP_COMP;
4151         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4152         if (page) {
4153                 ptr = page_address(page);
4154                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4155                                       PAGE_SIZE << order);
4156         }
4157
4158         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4159 }
4160
4161 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4162 {
4163         struct kmem_cache *s;
4164         void *ret;
4165
4166         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4167                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4168
4169                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4170                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4171                                    flags, node);
4172
4173                 return ret;
4174         }
4175
4176         s = kmalloc_slab(size, flags);
4177
4178         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4179                 return s;
4180
4181         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_, size);
4182
4183         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4184
4185         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4186
4187         return ret;
4188 }
4189 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4190 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4191
4192 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4193 /*
4194  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4195  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4196  * cache's usercopy region.
4197  *
4198  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4199  * to indicate an error.
4200  */
4201 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n, struct page *page,
4202                          bool to_user)
4203 {
4204         struct kmem_cache *s;
4205         unsigned int offset;
4206         size_t object_size;
4207         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4208
4209         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4210
4211         /* Find object and usable object size. */
4212         s = page->slab_cache;
4213
4214         /* Reject impossible pointers. */
4215         if (ptr < page_address(page))
4216                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4217                                to_user, 0, n);
4218
4219         /* Find offset within object. */
4220         if (is_kfence)
4221                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4222         else
4223                 offset = (ptr - page_address(page)) % s->size;
4224
4225         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4226         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4227                 if (offset < s->red_left_pad)
4228                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4229                                        s->name, to_user, offset, n);
4230                 offset -= s->red_left_pad;
4231         }
4232
4233         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4234         if (offset >= s->useroffset &&
4235             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4236             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4237                 return;
4238
4239         /*
4240          * If the copy is still within the allocated object, produce
4241          * a warning instead of rejecting the copy. This is intended
4242          * to be a temporary method to find any missing usercopy
4243          * whitelists.
4244          */
4245         object_size = slab_ksize(s);
4246         if (usercopy_fallback &&
4247             offset <= object_size && n <= object_size - offset) {
4248                 usercopy_warn("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4249                 return;
4250         }
4251
4252         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4253 }
4254 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4255
4256 size_t __ksize(const void *object)
4257 {
4258         struct page *page;
4259
4260         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4261                 return 0;
4262
4263         page = virt_to_head_page(object);
4264
4265         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4266                 WARN_ON(!PageCompound(page));
4267                 return page_size(page);
4268         }
4269
4270         return slab_ksize(page->slab_cache);
4271 }
4272 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4273
4274 void kfree(const void *x)
4275 {
4276         struct page *page;
4277         void *object = (void *)x;
4278
4279         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4280
4281         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4282                 return;
4283
4284         page = virt_to_head_page(x);
4285         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
4286                 unsigned int order = compound_order(page);
4287
4288                 BUG_ON(!PageCompound(page));
4289                 kfree_hook(object);
4290                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4291                                       -(PAGE_SIZE << order));
4292                 __free_pages(page, order);
4293                 return;
4294         }
4295         slab_free(page->slab_cache, page, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4296 }
4297 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4298
4299 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4300
4301 /*
4302  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4303  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4304  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4305  *
4306  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4307  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4308  * are freed in them.
4309  */
4310 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4311 {
4312         int node;
4313         int i;
4314         struct kmem_cache_node *n;
4315         struct page *page;
4316         struct page *t;
4317         struct list_head discard;
4318         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4319         unsigned long flags;
4320         int ret = 0;
4321
4322         flush_all(s);
4323         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4324                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4325                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4326                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4327
4328                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4329
4330                 /*
4331                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4332                  *
4333                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4334                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
4335                  */
4336                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, slab_list) {
4337                         int free = page->objects - page->inuse;
4338
4339                         /* Do not reread page->inuse */
4340                         barrier();
4341
4342                         /* We do not keep full slabs on the list */
4343                         BUG_ON(free <= 0);
4344
4345                         if (free == page->objects) {
4346                                 list_move(&page->slab_list, &discard);
4347                                 n->nr_partial--;
4348                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4349                                 list_move(&page->slab_list, promote + free - 1);
4350                 }
4351
4352                 /*
4353                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4354                  * partial list.
4355                  */
4356                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4357                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4358
4359                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4360
4361                 /* Release empty slabs */
4362                 list_for_each_entry_safe(page, t, &discard, slab_list)
4363                         discard_slab(s, page);
4364
4365                 if (slabs_node(s, node))
4366                         ret = 1;
4367         }
4368
4369         return ret;
4370 }
4371
4372 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4373 {
4374         struct kmem_cache *s;
4375
4376         mutex_lock(&slab_mutex);
4377         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
4378                 __kmem_cache_shrink(s);
4379         mutex_unlock(&slab_mutex);
4380
4381         return 0;
4382 }
4383
4384 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4385 {
4386         struct memory_notify *marg = arg;
4387         int offline_node;
4388
4389         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4390
4391         /*
4392          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4393          * for it yet.
4394          */
4395         if (offline_node < 0)
4396                 return;
4397
4398         mutex_lock(&slab_mutex);
4399         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4400         /*
4401          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4402          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4403          * slab_mutex.
4404          */
4405         mutex_unlock(&slab_mutex);
4406 }
4407
4408 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4409 {
4410         struct kmem_cache_node *n;
4411         struct kmem_cache *s;
4412         struct memory_notify *marg = arg;
4413         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4414         int ret = 0;
4415
4416         /*
4417          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4418          * already created. Nothing to do.
4419          */
4420         if (nid < 0)
4421                 return 0;
4422
4423         /*
4424          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4425          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4426          * online.
4427          */
4428         mutex_lock(&slab_mutex);
4429         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4430                 /*
4431                  * The structure may already exist if the node was previously
4432                  * onlined and offlined.
4433                  */
4434                 if (get_node(s, nid))
4435                         continue;
4436                 /*
4437                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4438                  *      since memory is not yet available from the node that
4439                  *      is brought up.
4440                  */
4441                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4442                 if (!n) {
4443                         ret = -ENOMEM;
4444                         goto out;
4445                 }
4446                 init_kmem_cache_node(n);
4447                 s->node[nid] = n;
4448         }
4449         /*
4450          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4451          * initialized for the new node.
4452          */
4453         node_set(nid, slab_nodes);
4454 out:
4455         mutex_unlock(&slab_mutex);
4456         return ret;
4457 }
4458
4459 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4460                                 unsigned long action, void *arg)
4461 {
4462         int ret = 0;
4463
4464         switch (action) {
4465         case MEM_GOING_ONLINE:
4466                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4467                 break;
4468         case MEM_GOING_OFFLINE:
4469                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4470                 break;
4471         case MEM_OFFLINE:
4472         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4473                 slab_mem_offline_callback(arg);
4474                 break;
4475         case MEM_ONLINE:
4476         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4477                 break;
4478         }
4479         if (ret)
4480                 ret = notifier_from_errno(ret);
4481         else
4482                 ret = NOTIFY_OK;
4483         return ret;
4484 }
4485
4486 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4487         .notifier_call = slab_memory_callback,
4488         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4489 };
4490
4491 /********************************************************************
4492  *                      Basic setup of slabs
4493  *******************************************************************/
4494
4495 /*
4496  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4497  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4498  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4499  */
4500
4501 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4502 {
4503         int node;
4504         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4505         struct kmem_cache_node *n;
4506
4507         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4508
4509         /*
4510          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4511          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4512          * IPIs around.
4513          */
4514         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4515         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4516                 struct page *p;
4517
4518                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4519                         p->slab_cache = s;
4520
4521 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4522                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4523                         p->slab_cache = s;
4524 #endif
4525         }
4526         list_add(&s->list, &slab_caches);
4527         return s;
4528 }
4529
4530 void __init kmem_cache_init(void)
4531 {
4532         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4533                 boot_kmem_cache_node;
4534         int node;
4535
4536         if (debug_guardpage_minorder())
4537                 slub_max_order = 0;
4538
4539         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4540         if (__slub_debug_enabled())
4541                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4542
4543         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4544         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4545
4546         /*
4547          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4548          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4549          */
4550         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4551                 node_set(node, slab_nodes);
4552
4553         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4554                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4555
4556         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4557
4558         /* Able to allocate the per node structures */
4559         slab_state = PARTIAL;
4560
4561         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4562                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4563                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4564                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4565
4566         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4567         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4568
4569         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4570         setup_kmalloc_cache_index_table();
4571         create_kmalloc_caches(0);
4572
4573         /* Setup random freelists for each cache */
4574         init_freelist_randomization();
4575
4576         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4577                                   slub_cpu_dead);
4578
4579         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4580                 cache_line_size(),
4581                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4582                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4583 }
4584
4585 void __init kmem_cache_init_late(void)
4586 {
4587 }
4588
4589 struct kmem_cache *
4590 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4591                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4592 {
4593         struct kmem_cache *s;
4594
4595         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4596         if (s) {
4597                 s->refcount++;
4598
4599                 /*
4600                  * Adjust the object sizes so that we clear
4601                  * the complete object on kzalloc.
4602                  */
4603                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4604                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4605
4606                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4607                         s->refcount--;
4608                         s = NULL;
4609                 }
4610         }
4611
4612         return s;
4613 }
4614
4615 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4616 {
4617         int err;
4618
4619         err = kmem_cache_open(s, flags);
4620         if (err)
4621                 return err;
4622
4623         /* Mutex is not taken during early boot */
4624         if (slab_state <= UP)
4625                 return 0;
4626
4627         err = sysfs_slab_add(s);
4628         if (err)
4629                 __kmem_cache_release(s);
4630
4631         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4632                 debugfs_slab_add(s);
4633
4634         return err;
4635 }
4636
4637 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4638 {
4639         struct kmem_cache *s;
4640         void *ret;
4641
4642         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4643                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4644
4645         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4646
4647         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4648                 return s;
4649
4650         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller, size);
4651
4652         /* Honor the call site pointer we received. */
4653         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4654
4655         return ret;
4656 }
4657 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4658
4659 #ifdef CONFIG_NUMA
4660 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4661                                         int node, unsigned long caller)
4662 {
4663         struct kmem_cache *s;
4664         void *ret;
4665
4666         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4667                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4668
4669                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4670                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4671                                    gfpflags, node);
4672
4673                 return ret;
4674         }
4675
4676         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4677
4678         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4679                 return s;
4680
4681         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller, size);
4682
4683         /* Honor the call site pointer we received. */
4684         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4685
4686         return ret;
4687 }
4688 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4689 #endif
4690
4691 #ifdef CONFIG_SYSFS
4692 static int count_inuse(struct page *page)
4693 {
4694         return page->inuse;
4695 }
4696
4697 static int count_total(struct page *page)
4698 {
4699         return page->objects;
4700 }
4701 #endif
4702
4703 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4704 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
4705 {
4706         void *p;
4707         void *addr = page_address(page);
4708         unsigned long *map;
4709
4710         slab_lock(page);
4711
4712         if (!check_slab(s, page) || !on_freelist(s, page, NULL))
4713                 goto unlock;
4714
4715         /* Now we know that a valid freelist exists */
4716         map = get_map(s, page);
4717         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4718                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
4719                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4720
4721                 if (!check_object(s, page, p, val))
4722                         break;
4723         }
4724         put_map(map);
4725 unlock:
4726         slab_unlock(page);
4727 }
4728
4729 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4730                 struct kmem_cache_node *n)
4731 {
4732         unsigned long count = 0;
4733         struct page *page;
4734         unsigned long flags;
4735
4736         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4737
4738         list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
4739                 validate_slab(s, page);
4740                 count++;
4741         }
4742         if (count != n->nr_partial) {
4743                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
4744                        s->name, count, n->nr_partial);
4745                 slab_add_kunit_errors();
4746         }
4747
4748         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4749                 goto out;
4750
4751         list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
4752                 validate_slab(s, page);
4753                 count++;
4754         }
4755         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
4756                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
4757                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4758                 slab_add_kunit_errors();
4759         }
4760
4761 out:
4762         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4763         return count;
4764 }
4765
4766 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4767 {
4768         int node;
4769         unsigned long count = 0;
4770         struct kmem_cache_node *n;
4771
4772         flush_all(s);
4773         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4774                 count += validate_slab_node(s, n);
4775
4776         return count;
4777 }
4778 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
4779
4780 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
4781 /*
4782  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4783  * and freed.
4784  */
4785
4786 struct location {
4787         unsigned long count;
4788         unsigned long addr;
4789         long long sum_time;
4790         long min_time;
4791         long max_time;
4792         long min_pid;
4793         long max_pid;
4794         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4795         nodemask_t nodes;
4796 };
4797
4798 struct loc_track {
4799         unsigned long max;
4800         unsigned long count;
4801         struct location *loc;
4802 };
4803
4804 static struct dentry *slab_debugfs_root;
4805
4806 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4807 {
4808         if (t->max)
4809                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4810                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4811 }
4812
4813 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4814 {
4815         struct location *l;
4816         int order;
4817
4818         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4819
4820         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4821         if (!l)
4822                 return 0;
4823
4824         if (t->count) {
4825                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4826                 free_loc_track(t);
4827         }
4828         t->max = max;
4829         t->loc = l;
4830         return 1;
4831 }
4832
4833 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4834                                 const struct track *track)
4835 {
4836         long start, end, pos;
4837         struct location *l;
4838         unsigned long caddr;
4839         unsigned long age = jiffies - track->when;
4840
4841         start = -1;
4842         end = t->count;
4843
4844         for ( ; ; ) {
4845                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4846
4847                 /*
4848                  * There is nothing at "end". If we end up there
4849                  * we need to add something to before end.
4850                  */
4851                 if (pos == end)
4852                         break;
4853
4854                 caddr = t->loc[pos].addr;
4855                 if (track->addr == caddr) {
4856
4857                         l = &t->loc[pos];
4858                         l->count++;
4859                         if (track->when) {
4860                                 l->sum_time += age;
4861                                 if (age < l->min_time)
4862                                         l->min_time = age;
4863                                 if (age > l->max_time)
4864                                         l->max_time = age;
4865
4866                                 if (track->pid < l->min_pid)
4867                                         l->min_pid = track->pid;
4868                                 if (track->pid > l->max_pid)
4869                                         l->max_pid = track->pid;
4870
4871                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4872                                                 to_cpumask(l->cpus));
4873                         }
4874                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4875                         return 1;
4876                 }
4877
4878                 if (track->addr < caddr)
4879                         end = pos;
4880                 else
4881                         start = pos;
4882         }
4883
4884         /*
4885          * Not found. Insert new tracking element.
4886          */
4887         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4888                 return 0;
4889
4890         l = t->loc + pos;
4891         if (pos < t->count)
4892                 memmove(l + 1, l,
4893                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4894         t->count++;
4895         l->count = 1;
4896         l->addr = track->addr;
4897         l->sum_time = age;
4898         l->min_time = age;
4899         l->max_time = age;
4900         l->min_pid = track->pid;
4901         l->max_pid = track->pid;
4902         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4903         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4904         nodes_clear(l->nodes);
4905         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4906         return 1;
4907 }
4908
4909 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4910                 struct page *page, enum track_item alloc)
4911 {
4912         void *addr = page_address(page);
4913         void *p;
4914         unsigned long *map;
4915
4916         map = get_map(s, page);
4917         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4918                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
4919                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4920         put_map(map);
4921 }
4922 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
4923 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4924
4925 #ifdef CONFIG_SYSFS
4926 enum slab_stat_type {
4927         SL_ALL,                 /* All slabs */
4928         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4929         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4930         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4931         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4932 };
4933
4934 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4935 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4936 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4937 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4938 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4939
4940 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4941                                  char *buf, unsigned long flags)
4942 {
4943         unsigned long total = 0;
4944         int node;
4945         int x;
4946         unsigned long *nodes;
4947         int len = 0;
4948
4949         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4950         if (!nodes)
4951                 return -ENOMEM;
4952
4953         if (flags & SO_CPU) {
4954                 int cpu;
4955
4956                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4957                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
4958                                                                cpu);
4959                         int node;
4960                         struct page *page;
4961
4962                         page = READ_ONCE(c->page);
4963                         if (!page)
4964                                 continue;
4965
4966                         node = page_to_nid(page);
4967                         if (flags & SO_TOTAL)
4968                                 x = page->objects;
4969                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4970                                 x = page->inuse;
4971                         else
4972                                 x = 1;
4973
4974                         total += x;
4975                         nodes[node] += x;
4976
4977                         page = slub_percpu_partial_read_once(c);
4978                         if (page) {
4979                                 node = page_to_nid(page);
4980                                 if (flags & SO_TOTAL)
4981                                         WARN_ON_ONCE(1);
4982                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4983                                         WARN_ON_ONCE(1);
4984                                 else
4985                                         x = page->pages;
4986                                 total += x;
4987                                 nodes[node] += x;
4988                         }
4989                 }
4990         }
4991
4992         /*
4993          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
4994          * already held which will conflict with an existing lock order:
4995          *
4996          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
4997          *
4998          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
4999          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5000          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5001          */
5002
5003 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5004         if (flags & SO_ALL) {
5005                 struct kmem_cache_node *n;
5006
5007                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5008
5009                         if (flags & SO_TOTAL)
5010                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5011                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5012                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5013                                         count_partial(n, count_free);
5014                         else
5015                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5016                         total += x;
5017                         nodes[node] += x;
5018                 }
5019
5020         } else
5021 #endif
5022         if (flags & SO_PARTIAL) {
5023                 struct kmem_cache_node *n;
5024
5025                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5026                         if (flags & SO_TOTAL)
5027                                 x = count_partial(n, count_total);
5028                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5029                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5030                         else
5031                                 x = n->nr_partial;
5032                         total += x;
5033                         nodes[node] += x;
5034                 }
5035         }
5036
5037         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5038 #ifdef CONFIG_NUMA
5039         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5040                 if (nodes[node])
5041                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5042                                              node, nodes[node]);
5043         }
5044 #endif
5045         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5046         kfree(nodes);
5047
5048         return len;
5049 }
5050
5051 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5052 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5053
5054 struct slab_attribute {
5055         struct attribute attr;
5056         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5057         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5058 };
5059
5060 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5061         static struct slab_attribute _name##_attr = \
5062         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
5063
5064 #define SLAB_ATTR(_name) \
5065         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
5066         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
5067
5068 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5069 {
5070         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5071 }
5072 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5073
5074 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5075 {
5076         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5077 }
5078 SLAB_ATTR_RO(align);
5079
5080 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5081 {
5082         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5083 }
5084 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5085
5086 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5087 {
5088         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5089 }
5090 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5091
5092 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5093 {
5094         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5095 }
5096 SLAB_ATTR_RO(order);
5097
5098 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5099 {
5100         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5101 }
5102
5103 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5104                                  size_t length)
5105 {
5106         unsigned long min;
5107         int err;
5108
5109         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5110         if (err)
5111                 return err;
5112
5113         set_min_partial(s, min);
5114         return length;
5115 }
5116 SLAB_ATTR(min_partial);
5117
5118 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5119 {
5120         return sysfs_emit(buf, "%u\n", slub_cpu_partial(s));
5121 }
5122
5123 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5124                                  size_t length)
5125 {
5126         unsigned int objects;
5127         int err;
5128
5129         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5130         if (err)
5131                 return err;
5132         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5133                 return -EINVAL;
5134
5135         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5136         flush_all(s);
5137         return length;
5138 }
5139 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5140
5141 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5142 {
5143         if (!s->ctor)
5144                 return 0;
5145         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5146 }
5147 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5148
5149 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5150 {
5151         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5152 }
5153 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5154
5155 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5156 {
5157         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5158 }
5159 SLAB_ATTR_RO(partial);
5160
5161 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5162 {
5163         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5164 }
5165 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5166
5167 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5168 {
5169         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5170 }
5171 SLAB_ATTR_RO(objects);
5172
5173 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5174 {
5175         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5176 }
5177 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5178
5179 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5180 {
5181         int objects = 0;
5182         int pages = 0;
5183         int cpu;
5184         int len = 0;
5185
5186         for_each_online_cpu(cpu) {
5187                 struct page *page;
5188
5189                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5190
5191                 if (page) {
5192                         pages += page->pages;
5193                         objects += page->pobjects;
5194                 }
5195         }
5196
5197         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, pages);
5198
5199 #ifdef CONFIG_SMP
5200         for_each_online_cpu(cpu) {
5201                 struct page *page;
5202
5203                 page = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5204                 if (page)
5205                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5206                                              cpu, page->pobjects, page->pages);
5207         }
5208 #endif
5209         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5210
5211         return len;
5212 }
5213 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5214
5215 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5216 {
5217         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5218 }
5219 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5220
5221 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5222 {
5223         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5224 }
5225 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5226
5227 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5228 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5229 {
5230         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5231 }
5232 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5233 #endif
5234
5235 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5236 {
5237         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5238 }
5239 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5240
5241 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5242 {
5243         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5244 }
5245 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5246
5247 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5248 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5249 {
5250         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5251 }
5252 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5253
5254 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5255 {
5256         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5257 }
5258 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5259
5260 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5261 {
5262         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5263 }
5264 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5265
5266 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5267 {
5268         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5269 }
5270 SLAB_ATTR_RO(trace);
5271
5272 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5273 {
5274         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5275 }
5276
5277 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5278
5279 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5280 {
5281         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5282 }
5283
5284 SLAB_ATTR_RO(poison);
5285
5286 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5287 {
5288         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5289 }
5290
5291 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5292
5293 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5294 {
5295         return 0;
5296 }
5297
5298 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5299                         const char *buf, size_t length)
5300 {
5301         int ret = -EINVAL;
5302
5303         if (buf[0] == '1') {
5304                 ret = validate_slab_cache(s);
5305                 if (ret >= 0)
5306                         ret = length;
5307         }
5308         return ret;
5309 }
5310 SLAB_ATTR(validate);
5311
5312 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5313
5314 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5315 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5316 {
5317         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5318 }
5319 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5320 #endif
5321
5322 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5323 {
5324         return 0;
5325 }
5326
5327 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5328                         const char *buf, size_t length)
5329 {
5330         if (buf[0] == '1')
5331                 kmem_cache_shrink(s);
5332         else
5333                 return -EINVAL;
5334         return length;
5335 }
5336 SLAB_ATTR(shrink);
5337
5338 #ifdef CONFIG_NUMA
5339 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5340 {
5341         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5342 }
5343
5344 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5345                                 const char *buf, size_t length)
5346 {
5347         unsigned int ratio;
5348         int err;
5349
5350         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5351         if (err)
5352                 return err;
5353         if (ratio > 100)
5354                 return -ERANGE;
5355
5356         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5357
5358         return length;
5359 }
5360 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5361 #endif
5362
5363 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5364 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5365 {
5366         unsigned long sum  = 0;
5367         int cpu;
5368         int len = 0;
5369         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5370
5371         if (!data)
5372                 return -ENOMEM;
5373
5374         for_each_online_cpu(cpu) {
5375                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5376
5377                 data[cpu] = x;
5378                 sum += x;
5379         }
5380
5381         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5382
5383 #ifdef CONFIG_SMP
5384         for_each_online_cpu(cpu) {
5385                 if (data[cpu])
5386                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5387                                              cpu, data[cpu]);
5388         }
5389 #endif
5390         kfree(data);
5391         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5392
5393         return len;
5394 }
5395
5396 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5397 {
5398         int cpu;
5399
5400         for_each_online_cpu(cpu)
5401                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5402 }
5403
5404 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5405 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5406 {                                                               \
5407         return show_stat(s, buf, si);                           \
5408 }                                                               \
5409 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5410                                 const char *buf, size_t length) \
5411 {                                                               \
5412         if (buf[0] != '0')                                      \
5413                 return -EINVAL;                                 \
5414         clear_stat(s, si);                                      \
5415         return length;                                          \
5416 }                                                               \
5417 SLAB_ATTR(text);                                                \
5418
5419 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5420 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5421 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5422 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5423 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5424 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5425 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5426 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5427 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5428 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5429 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5430 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5431 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5432 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5433 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5434 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5435 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5436 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5437 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5438 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5439 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5440 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5441 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5442 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5443 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5444 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5445 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5446
5447 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5448         &slab_size_attr.attr,
5449         &object_size_attr.attr,
5450         &objs_per_slab_attr.attr,
5451         &order_attr.attr,
5452         &min_partial_attr.attr,
5453         &cpu_partial_attr.attr,
5454         &objects_attr.attr,
5455         &objects_partial_attr.attr,
5456         &partial_attr.attr,
5457         &cpu_slabs_attr.attr,
5458         &ctor_attr.attr,
5459         &aliases_attr.attr,
5460         &align_attr.attr,
5461         &hwcache_align_attr.attr,
5462         &reclaim_account_attr.attr,
5463         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5464         &shrink_attr.attr,
5465         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5466 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5467         &total_objects_attr.attr,
5468         &slabs_attr.attr,
5469         &sanity_checks_attr.attr,
5470         &trace_attr.attr,
5471         &red_zone_attr.attr,
5472         &poison_attr.attr,
5473         &store_user_attr.attr,
5474         &validate_attr.attr,
5475 #endif
5476 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5477         &cache_dma_attr.attr,
5478 #endif
5479 #ifdef CONFIG_NUMA
5480         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5481 #endif
5482 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5483         &alloc_fastpath_attr.attr,
5484         &alloc_slowpath_attr.attr,
5485         &free_fastpath_attr.attr,
5486         &free_slowpath_attr.attr,
5487         &free_frozen_attr.attr,
5488         &free_add_partial_attr.attr,
5489         &free_remove_partial_attr.attr,
5490         &alloc_from_partial_attr.attr,
5491         &alloc_slab_attr.attr,
5492         &alloc_refill_attr.attr,
5493         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5494         &free_slab_attr.attr,
5495         &cpuslab_flush_attr.attr,
5496         &deactivate_full_attr.attr,
5497         &deactivate_empty_attr.attr,
5498         &deactivate_to_head_attr.attr,
5499         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5500         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5501         &deactivate_bypass_attr.attr,
5502         &order_fallback_attr.attr,
5503         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5504         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5505         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5506         &cpu_partial_free_attr.attr,
5507         &cpu_partial_node_attr.attr,
5508         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5509 #endif
5510 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5511         &failslab_attr.attr,
5512 #endif
5513         &usersize_attr.attr,
5514
5515         NULL
5516 };
5517
5518 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5519         .attrs = slab_attrs,
5520 };
5521
5522 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5523                                 struct attribute *attr,
5524                                 char *buf)
5525 {
5526         struct slab_attribute *attribute;
5527         struct kmem_cache *s;
5528         int err;
5529
5530         attribute = to_slab_attr(attr);
5531         s = to_slab(kobj);
5532
5533         if (!attribute->show)
5534                 return -EIO;
5535
5536         err = attribute->show(s, buf);
5537
5538         return err;
5539 }
5540
5541 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5542                                 struct attribute *attr,
5543                                 const char *buf, size_t len)
5544 {
5545         struct slab_attribute *attribute;
5546         struct kmem_cache *s;
5547         int err;
5548
5549         attribute = to_slab_attr(attr);
5550         s = to_slab(kobj);
5551
5552         if (!attribute->store)
5553                 return -EIO;
5554
5555         err = attribute->store(s, buf, len);
5556         return err;
5557 }
5558
5559 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5560 {
5561         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5562 }
5563
5564 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5565         .show = slab_attr_show,
5566         .store = slab_attr_store,
5567 };
5568
5569 static struct kobj_type slab_ktype = {
5570         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5571         .release = kmem_cache_release,
5572 };
5573
5574 static struct kset *slab_kset;
5575
5576 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5577 {
5578         return slab_kset;
5579 }
5580
5581 #define ID_STR_LENGTH 64
5582
5583 /* Create a unique string id for a slab cache:
5584  *
5585  * Format       :[flags-]size
5586  */
5587 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5588 {
5589         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5590         char *p = name;
5591
5592         BUG_ON(!name);
5593
5594         *p++ = ':';
5595         /*
5596          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5597          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5598          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5599          * are matched during merging to guarantee that the id is
5600          * unique.
5601          */
5602         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5603                 *p++ = 'd';
5604         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5605                 *p++ = 'D';
5606         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5607                 *p++ = 'a';
5608         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5609                 *p++ = 'F';
5610         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5611                 *p++ = 'A';
5612         if (p != name + 1)
5613                 *p++ = '-';
5614         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5615
5616         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5617         return name;
5618 }
5619
5620 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5621 {
5622         int err;
5623         const char *name;
5624         struct kset *kset = cache_kset(s);
5625         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5626
5627         if (!kset) {
5628                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5629                 return 0;
5630         }
5631
5632         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5633                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5634                 unmergeable = 1;
5635
5636         if (unmergeable) {
5637                 /*
5638                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5639                  * This is typically the case for debug situations. In that
5640                  * case we can catch duplicate names easily.
5641                  */
5642                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5643                 name = s->name;
5644         } else {
5645                 /*
5646                  * Create a unique name for the slab as a target
5647                  * for the symlinks.
5648                  */
5649                 name = create_unique_id(s);
5650         }
5651
5652         s->kobj.kset = kset;
5653         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5654         if (err)
5655                 goto out;
5656
5657         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5658         if (err)
5659                 goto out_del_kobj;
5660
5661         if (!unmergeable) {
5662                 /* Setup first alias */
5663                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5664         }
5665 out:
5666         if (!unmergeable)
5667                 kfree(name);
5668         return err;
5669 out_del_kobj:
5670         kobject_del(&s->kobj);
5671         goto out;
5672 }
5673
5674 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5675 {
5676         if (slab_state >= FULL)
5677                 kobject_del(&s->kobj);
5678 }
5679
5680 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5681 {
5682         if (slab_state >= FULL)
5683                 kobject_put(&s->kobj);
5684 }
5685
5686 /*
5687  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5688  * available lest we lose that information.
5689  */
5690 struct saved_alias {
5691         struct kmem_cache *s;
5692         const char *name;
5693         struct saved_alias *next;
5694 };
5695
5696 static struct saved_alias *alias_list;
5697
5698 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5699 {
5700         struct saved_alias *al;
5701
5702         if (slab_state == FULL) {
5703                 /*
5704                  * If we have a leftover link then remove it.
5705                  */
5706                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5707                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5708         }
5709
5710         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5711         if (!al)
5712                 return -ENOMEM;
5713
5714         al->s = s;
5715         al->name = name;
5716         al->next = alias_list;
5717         alias_list = al;
5718         return 0;
5719 }
5720
5721 static int __init slab_sysfs_init(void)
5722 {
5723         struct kmem_cache *s;
5724         int err;
5725
5726         mutex_lock(&slab_mutex);
5727
5728         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
5729         if (!slab_kset) {
5730                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5731                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
5732                 return -ENOSYS;
5733         }
5734
5735         slab_state = FULL;
5736
5737         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5738                 err = sysfs_slab_add(s);
5739                 if (err)
5740                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
5741                                s->name);
5742         }
5743
5744         while (alias_list) {
5745                 struct saved_alias *al = alias_list;
5746
5747                 alias_list = alias_list->next;
5748                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5749                 if (err)
5750                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
5751                                al->name);
5752                 kfree(al);
5753         }
5754
5755         mutex_unlock(&slab_mutex);
5756         return 0;
5757 }
5758
5759 __initcall(slab_sysfs_init);
5760 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5761
5762 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
5763 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
5764 {
5765
5766         struct location *l;
5767         unsigned int idx = *(unsigned int *)v;
5768         struct loc_track *t = seq->private;
5769
5770         if (idx < t->count) {
5771                 l = &t->loc[idx];
5772
5773                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
5774
5775                 if (l->addr)
5776                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
5777                 else
5778                         seq_puts(seq, "<not-available>");
5779
5780                 if (l->sum_time != l->min_time) {
5781                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
5782                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
5783                                 l->max_time);
5784                 } else
5785                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
5786
5787                 if (l->min_pid != l->max_pid)
5788                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
5789                 else
5790                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
5791                                 l->min_pid);
5792
5793                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
5794                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
5795                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
5796
5797                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
5798                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
5799                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
5800
5801                 seq_puts(seq, "\n");
5802         }
5803
5804         if (!idx && !t->count)
5805                 seq_puts(seq, "No data\n");
5806
5807         return 0;
5808 }
5809
5810 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
5811 {
5812 }
5813
5814 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
5815 {
5816         struct loc_track *t = seq->private;
5817
5818         v = ppos;
5819         ++*ppos;
5820         if (*ppos <= t->count)
5821                 return v;
5822
5823         return NULL;
5824 }
5825
5826 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
5827 {
5828         return ppos;
5829 }
5830
5831 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
5832         .start  = slab_debugfs_start,
5833         .next   = slab_debugfs_next,
5834         .stop   = slab_debugfs_stop,
5835         .show   = slab_debugfs_show,
5836 };
5837
5838 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
5839 {
5840
5841         struct kmem_cache_node *n;
5842         enum track_item alloc;
5843         int node;
5844         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
5845                                                 sizeof(struct loc_track));
5846         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
5847
5848         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
5849                 alloc = TRACK_ALLOC;
5850         else
5851                 alloc = TRACK_FREE;
5852
5853         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL))
5854                 return -ENOMEM;
5855
5856         /* Push back cpu slabs */
5857         flush_all(s);
5858
5859         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5860                 unsigned long flags;
5861                 struct page *page;
5862
5863                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
5864                         continue;
5865
5866                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5867                 list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
5868                         process_slab(t, s, page, alloc);
5869                 list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
5870                         process_slab(t, s, page, alloc);
5871                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5872         }
5873
5874         return 0;
5875 }
5876
5877 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
5878 {
5879         struct seq_file *seq = file->private_data;
5880         struct loc_track *t = seq->private;
5881
5882         free_loc_track(t);
5883         return seq_release_private(inode, file);
5884 }
5885
5886 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
5887         .open    = slab_debug_trace_open,
5888         .read    = seq_read,
5889         .llseek  = seq_lseek,
5890         .release = slab_debug_trace_release,
5891 };
5892
5893 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5894 {
5895         struct dentry *slab_cache_dir;
5896
5897         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
5898                 return;
5899
5900         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
5901
5902         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
5903                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5904
5905         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
5906                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
5907 }
5908
5909 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5910 {
5911         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
5912 }
5913
5914 static int __init slab_debugfs_init(void)
5915 {
5916         struct kmem_cache *s;
5917
5918         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
5919
5920         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
5921                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
5922                         debugfs_slab_add(s);
5923
5924         return 0;
5925
5926 }
5927 __initcall(slab_debugfs_init);
5928 #endif
5929 /*
5930  * The /proc/slabinfo ABI
5931  */
5932 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5933 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5934 {
5935         unsigned long nr_slabs = 0;
5936         unsigned long nr_objs = 0;
5937         unsigned long nr_free = 0;
5938         int node;
5939         struct kmem_cache_node *n;
5940
5941         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5942                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
5943                 nr_objs += node_nr_objs(n);
5944                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5945         }
5946
5947         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5948         sinfo->num_objs = nr_objs;
5949         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5950         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5951         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5952         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5953 }
5954
5955 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5956 {
5957 }
5958
5959 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5960                        size_t count, loff_t *ppos)
5961 {
5962         return -EIO;
5963 }
5964 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */